فيديو السؤال: إيجاد الضغط بمعلومية الوزن الفيزياء

أريكة كتلتها ‪125 kg‬‏، ومساحة قاعدتها ‪2.5 m^2‬‏. ما الضغط الذي تؤثر به الأريكة على الأرض تحتها؟

٠٣:٥٧

‏نسخة الفيديو النصية

أريكة كتلتها 125 كيلوجرامًا ومساحة قاعدتها 2.5 متر مربع. ما الضغط الذي تؤثر به الأريكة على الأرض تحتها؟

حسنًا، نعلم من معطيات السؤال أن لدينا أريكة كتلتها 125 كيلوجرامًا. سنسمي هذه الكتلة ‪𝑚‬‏، وعليه، فإن ‪𝑚‬‏ تساوي 125 كيلوجرامًا. نعلم أيضًا أن مساحة قاعدة هذه الأريكة تساوي 2.5 متر مربع. قد تبدو القاعدة على شكل مستطيل؛ لذا سنرسمها على هذا النحو. وسنطلق على هذه المساحة ‪𝐴‬‏، ومن ثم، فإن ‪𝐴‬‏ تساوي 2.5 متر مربع. المطلوب منا هو إيجاد الضغط الذي تؤثر به الأريكة على الأرض تحتها. دعونا إذن نرسم الأرض تحت الأريكة.

لا تؤثر الأريكة بضغط إلا على المساحة التي تحت قاعدتها مباشرة. إذن هذه هي قطعة الأرض على شكل قاعدة الأريكة التي نعلم أن مساحتها تساوي 2.5 متر مربع. يمكننا هنا تذكر أن الضغط يعرف بأنه القوة لكل وحدة مساحة. بتسمية الضغط ‪𝑃‬‏ والقوة ‪𝐹‬‏ والمساحة ‪𝐴‬‏، يمكننا إذن التعبير عن هذه العبارة رياضيًّا في صورة ‪𝑃‬‏ يساوي ‪𝐹‬‏ مقسومة على ‪𝐴‬‏.

في الحالة التي لدينا، نعلم بالفعل قيمة المساحة ‪𝐴‬‏. وهي مساحة قاعدة الأريكة التي تبلغ 2.5 متر مربع. لكننا لا نعلم بعد قيمة القوة ‪𝐹‬‏. القوة المؤثرة هي وزن الأريكة؛ لذا يمكننا رسم القوة ‪𝐹‬‏ وهي تؤثر رأسيًّا لأسفل. هذه القوة ستساوي كتلة الأريكة التي أسميناها ‪𝑚‬‏ مضروبة في ‪𝑔‬‏، وهي عجلة الجاذبية. يمكننا تذكر أن ‪𝑔‬‏ تساوي 9.8 أمتار لكل ثانية تربيع.

بالتعويض بقيمتي كل من الكتلة ‪𝑚‬‏ وعجلة الجاذبية ‪𝑔‬‏، نجد أن القوة ‪𝐹‬‏ تساوي 125 كيلوجرامًا مضروبة في 9.8 أمتار لكل ثانية تربيع. وبما أن الكتلة والعجلة معبر عنهما بالوحدات الأساسية في النظام الدولي للوحدات، فستكون القوة التي سنحسبها بوحدتها الأساسية أيضًا في هذا النظام. وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات هي النيوتن. وبإجراء عملية الضرب هذه، نجد أن القوة تساوي 1225 نيوتن. قيمة ‪𝐹‬‏ هذه هي القوة التي تؤثر بها الأريكة على الأرض تحتها.

إذن فيما يتعلق بالتعبير الخاص بحساب الضغط ‪𝑃‬‏، لم نعد نعلم المساحة فقط، بل إننا نعلم أيضًا أن القوة تساوي 1225 نيوتن. كل ما نحتاج إلى فعله الآن هو التعويض بقيمتي القوة ‪𝐹‬‏ والمساحة ‪𝐴‬‏ في هذا التعبير الخاص بحساب ‪𝑃‬‏. وبفعل ذلك، نجد أن ‪𝑃‬‏ يساوي 1225 نيوتن مقسومًا على 2.5 متر مربع. وبما أن القوة معبر عنها بالوحدة الأساسية في النظام الدولي للوحدات، وهي النيوتن، والمساحة معبر عنها كذلك بوحدتها الأساسية في هذا النظام، وهي المتر المربع، فإن الضغط ‪𝑃‬‏ سيكون أيضًا معبرًا عنه بوحدته الأساسية في هذا النظام. ووحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات هي الباسكال.

وبإجراء عملية القسمة، نجد أن ‪𝑃‬‏ يساوي 490 باسكال. تعبر قيمة ‪𝑃‬‏ هذه عن الضغط الذي تؤثر به الأريكة على الأرض تحتها. ومن ثم، فإن إجابتنا عن هذا السؤال هي أن هذا الضغط يساوي 490 باسكال.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.