آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
چرا نوک باریک فشار بیشتری وارد می‌کنه؟
یک نیرو رو یک بار روی سطح خیلی کوچیک و یک بار روی سطح پهن پخش کن. فکر می‌کنی فشار کجا بیش‌تر می‌شه؟
آزمایش رو شروع کننیرو رو برحسب نیوتن و مساحت تماس رو برحسب مترمربع تنظیم کن. اجرا رو بزن و فشارِ هر دو سطح و نسبت‌شون رو بخون؛ هر بار فقط یک مقدار رو عوض کن.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
یک نیرو، دو سطح
نیرو رو روی ۵۰۰ نیوتن، مساحت سطح باریک رو روی ۰٫۰۰۰۲ مترمربع و مساحت سطح پهن رو روی ۰٫۰۵ مترمربع بذار. اجرا کن.
حدست چیه؟ با نیروی یکسان، فشار زیر کدوم سطح بیش‌تره و چند برابر؟
توضیح نتیجه رو ببین
فشار سطح باریک ۲۵۰۰ کیلوپاسکال و سطح پهن ۱۰ کیلوپاسکاله؛ نسبت ۲۵۰ به ۱ می‌شه. نیروی یکسان روی تماس کوچک‌تری متمرکز شده.
سطح باریک رو پهن‌تر کن
نیرو و مساحت سطح پهن رو ثابت نگه دار، اما مساحت سطح باریک رو از ۰٫۰۰۰۲ به ۰٫۰۰۰۴ مترمربع برسون. دوباره اجرا کن.
حدست چیه؟ اگر مساحت تماس دو برابر بشه، فشار سطح باریک چه تغییری می‌کنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
فشار سطح باریک به ۱۲۵۰ کیلوپاسکال می‌رسه و نسبت دو فشار ۱۲۵ می‌شه. با دو برابر شدن مساحت، فشارِ همان نیرو نصف شده.
نیرو رو دو برابر کن
مساحت‌ها رو به مقدار آزمایش اول برگردون و نیرو رو از ۵۰۰ به ۱۰۰۰ نیوتن برسون. اجرا کن.
حدست چیه؟ با دو برابر شدن نیرو، فشار هر دو سطح و نسبت فشارها چه تغییری می‌کنن؟
توضیح نتیجه رو ببین
فشارها به‌ترتیب ۵۰۰۰ و ۲۰ کیلوپاسکال می‌شن؛ هر دو دو برابر شده‌اند و نسبت هنوز ۲۵۰ است. چون نیرو روی هر دو سطح با یک ضریب تغییر کرده، نسبت‌شون ثابت مونده.
پشت این حرکت چه خبره؟
فشار یعنی نیرو روی چه سطحی پخش شده؟
P = F/A
فشار از تقسیم نیروی عمود بر سطح بر مساحت تماس به دست می‌آد. با ثابت موندن نیرو، سطح کوچک‌تر فشار بیشتری می‌سازه؛ با ثابت موندن سطح، نیروی بیش‌تر هم فشار رو زیاد می‌کنه.
از پاسکال تا کیلوپاسکال
1 kPa = 1000 Pa
یک پاسکال برابر یک نیوتن بر مترمربعه. چون عددهای این مثال بزرگن، خروجی به کیلوپاسکال نشون داده می‌شه؛ هر کیلوپاسکال ۱۰۰۰ پاسکاله.
وقتی نیرو یکیه، مساحت‌ها نسبت رو می‌سازن
P_1/P_2 = A_2/A_1
اگر هر دو سطح همان نیروی عمودی رو بگیرن، نسبت فشار سطح کوچک‌تر به سطح بزرگ‌تر برابر نسبت برعکس مساحت‌هاست. این نسبت به اندازه‌ی نیرو وابسته نیست.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا زیاد کردن مساحت تماس، فشار رو کم می‌کنه؟
وقتی نیرو ثابت باشه، سطح بزرگ‌تر همان نیرو رو روی بخش بیشتری پخش می‌کنه؛ پس مقدار نیرو برای هر مترمربع کم‌تر می‌شه. توی این مدل، مساحت سطح باریک رو دو برابر کن و ببین فشارش نصف می‌شه.
سؤال‌های رایج
اگر مساحت تماس دو برابر بشه، فشار چه می‌شه؟
با ثابت بودن نیروی عمودی، فشار نصف می‌شه؛ چون فشار برابر نیرو تقسیم بر مساحته. این رابطه رو در آزمایشِ پهن‌تر کردن سطح باریک می‌بینی.
چرا دو فشار با زیاد شدن نیرو همون نسبت رو دارن؟
نیرو برای هر دو سطح با یک ضریب تغییر می‌کنه. در نسبت فشارها، آن ضریب در صورت و مخرج یکسانه و حذف می‌شه؛ نسبت فقط به مساحت‌ها وابسته می‌مونه.
چرا ستون فشار بعد از یک اندازه دیگه بلندتر نمی‌شه؟
ارتفاع ستون در شکل سقف داره و بالاتر از ۴۰۰۰ کیلوپاسکال ثابت می‌مونه. عدد کارت فشار سقف نداره؛ برای مقدارهای بزرگ، کارت رو ملاک بگیر.
این عددها فشار واقعی کفش یا تیغه رو پیش‌بینی می‌کنن؟
نه. مدل فقط نیروی عمودی تقسیم بر سطح تماس رو حساب می‌کنه. شکل‌ها نمونه‌ی آموزشی‌اند و جنس، زاویه، حرکت و تغییر شکل وسیله‌ها رو در نظر نمی‌گیرن.