الضغط

فيليب يعلق ملصقًا، لكن الدبابيس نفذت منه. لذا يحاول استخدام إبرة بدلًا من دبوس الرسم لتعليق الملصق. أوتش! الإبرة لا تصلح - فقدت وخزت إبهام فيليب. ربما هذا الوتد الخشبي مسطح الأطراف سيكون أفضل؟ النهاية المسطحة أفضل لإبهام فيليب. ولكن رغم أن "فيليب" يضغط بنفس القوة السابقة، لا يخترق الوتد الجدار. كيف تدخل دبابيس الرسم في الحائط بسهولة، بضغطة صغيرة فقط؟ إن الأمر يتعلق بالضغط. عندما يدفع فيليب الإبرة، يطبق قوة على طرفها. طرف الإبرة مساحة صغيرة، تتركز عليها كل القوة. لذا يشعر فيليب بضغط كبير ومؤلم على إبهامه. عندما استخدم الوتد، فلم يؤلمه. هذا لأن قوة دفع فيليب موزعة عبر المساحة المسطحة الأكبر لطرف الوتد. هناك ضغط أقل على إبهامه. لكن الطرف الآخر من الوتد، الذي يضغط على الحائط ذو مساحة أكبر أيضًا. القوة التي يطبقها فيليب تنتشر عبر هذا السطح، ولا تكفي لاختراق الجدار. لهذا يحتاج فيليب لإيجاد بعض الدبابيس. مثل الوتد للدبوس نهاية حادة، يمكن أن يضغطها فيليب دون أن يتأذى لأن الضغط منخفض. ومثل الإبرة للدبوس نهاية مدببة تلامس الحائط، حيث تتركز كل القوة. حيث يلمس طرف الدبوس الحائط، الضغط مرتفع ويخترق الدبوسُ مباشرة. هل لاحظت؟ هناك علاقة بين القوة المطبقة ومساحة الاتصال والضغط الناتج. عندما تضغط على مساحة ما فإنك تخلق ضغطًا. مقدار ذلك الضغط يتوقف على مقدار القوة المطبقة، والمساحة المطبقة عليها. الضغط يساوي القوة تقسيم المساحة. إذا كنت تعرف مقدار القوة ومساحة الاتصال فيمكنك حساب الضغط. هيا لنحاول تجربة ذلك جيني وآكي على الشاطئ. لهما نفس الوزن: 60 كجم. القوة المنطبقة من كل منهما على الرمال حوالي 600 نيوتن. آكي ترتدي كعبًا عاليًا، وجيني ترتدي حذاء مسطحًا. إجمالي مساحة نعل جيني تبلغ 0.04 مترًا مربعًا. إجمالي مساحة نعل وكعب آكي هي فقط 0.015 مترًا مربعًا. هل تعرف أيهما تطبق ضغطًا أعلى على الرمال؟ لنستخدم صيغة المعادلة لحلها. الضغط تحت حذاء جيني يساوي القوة - 600 نيوتن، مقسومة على المساحة - 0.04 متر مربع. 15000 نيوتن لكل متر مربع - أو 15000 باسكال. الضغط تحت حذاء آكي عالي الكعب هو 600 نيوتن، تقسيم المساحة - 0.015 متر مربع. يساوي 40000 باسكال. الضغط تحت حذاء الكعب لآكي أعلى بكثير من الضغط تحت حذاء جيني. هل يمكن لآكي تقليل الضغط الذي تطبقه على الرمال؟ يمكن تغيير الضغط إما بتغيير القوة أو مساحة الاتصال. زيادة القوة أو تقليل المساحة يزيد الضغط. تقليل القوة أو زيادة المساحة يقلل الضغط. لا يمكن لآكي تغيير القوة كثيرًا. لكن يمكنها زيادة مساحة الاتصال بخلع حذائها. مساحة قدميها عاريتين أكبر من مساحة حذاء الكعب، لذلك تتوزع القوة ولا تغرق في الرمال.