عنوان خبرفشارچيست
(شاخه: درسي)
ارسال شده توسط hesami
يكشنبه 17 بهمن 1389 - 07:09:13


آيا تا بحال با خود فكر كرده ايد كه چرا مردم زير پايه هاي بشكه هاي آب يانفت آجر يا موزاييك مي گذارند ؟

يا چرا زير پايه هاي ميز وصندلي هاي خانه هايشان مقوا ، تخته ويا وسايلي نظير آن مي گذارند ؟

ويا اينكه چرا ميخ از سر پهنش در ديوار فرو نمي رود ولي از سر تيزش فرو مي رود ؟

همه اينها هنگامي قابل فهم است كه شما با مفهوم فشار آشنا باشيد . شما باكلماتي مانند فشار عصبي ،فشار روحي رواني ، فشار اقتصادي وغيره روبرو بوده ايد اما فشار از نظر علمي مفهومي ديگر دارد .




از نظر علمي فشار يعني مقدار نيرويي كه به طور عمود بر واحد سطح وارد مي گردد . يعني اگر برروي سطحي بايستيم وحساب كنيم كه چه مقدار نيروبرآن سطح وارد مي شود درواقع فشار را اندازه گرفته ايم .

مثلا هنگامي كه برروي يك تخت فنري مي خوابيم كمتر در آن فرو مي رويم اما اگر برروي آن بايستيم بيشتر فرو مي رويم درصورتي كه وزن ما در هردو حالت يكي است وتفاوتي نكرده است . ممكن است بعضي باخودفكركنند كه اگر برروي ترازويي قراربگيريم چنانچه ايستاده باشيم ترازو مقدار بيشتري رانشان مي دهد تا هنگامي كه برروي آن بنشينيم يا بخوابيم . كه البته اين تصور غلط است زيرا جرم ما درهرصورت يكسان است ووزن ما يعني مقدار نيروي جاذبه زمين كه برماوارد مي شود ومارا به سمت خود مي كشد يكسان است .

حال به مفهوم فشار بپردازيم :

فرض كنيد كه شخصي به وزن 500نيوتن (تقريبا 50كيلوگرم) برروي سطحي ايستاده است نيروي كه اين شخص بر اين سطح وارد مي كند برابر با 500نيوتن است واگر مساحت كف هردو پاي او 200 سانتيمتر مربع باشد يعني تقريبا مستطيلي به طول 20سانتيمتروعرض 10سانتيمتر وآن را به مربعهاي يك سانتي متري تبديل كنيم اين شخص برهر مربع يك سانتيمتري نيرويي برابر با 5/2 نيوتن وارد مي كند يعني نيروي وزن  500 نيوتني  آن بر 200 سانتيمتر مربع تقسيم مي شود كه برابر مي شود بر هر مربع 5/2 نيوتن ومي گوييم كه اين شخص فشاري برابر با 5/2 نيوتن بر سانتيمتر مربع وارد كرده است اما اگر همين شخص در حالت خوابيده باشد واگر فرض كنيم كه سطحي كه او برروي آن خوابيده برابر با 6000 سانتيمتر مربع باشد يعني مساحتي به ابعاد تقريبي 50 سانتي متر در 120 سانتيمتر در اين صورت اين مستطيل به 6000 مربع يك سانتيمتري تبديل شده است حال اگر وزن 500 نيوتني اين شخص را به 6000 سانتيمتر مربع تقسيم كنيم به هر مربع يك سانتيمتري نيرويي تقريبا برابر با 08/0 نيوتن وارد كرده است يعني حتي بسيار كمتر از نيم  نيوتن  در صورتي كه در حالت قبلي يعني ايستاده بر هر سانتيمتر مربع 5/2 نيوتن نيرو وارد كرده است پس مي گوييم اين شخص در حالت ايستاده فشار بيشتري برسطح خود وارد كرده است تادرحالت خوابيده . با اينكه وزن شخص فرقي نكرده است اما چون نيروي وزن شخص برسطح بيشتري تقسيم مي شود پس مقدار نيرو برهرسطح كوچك كمتر است .

به مثال ديگري توجه نماييد : ( البته فقط براي فهم بيشتر وبهتر نه به عنوان يك مثال دقيق)

اگر شما بخواهيد برادر بزرگتان را كه تقريبا 800 نيوتن (تقريبا برابر با 80 كيلوگرم ) وزن دارد را بر روي شانه هاي خود بلند كنيد اورا بسيار سنگين حس مي كنيد اما اگر همين فرد را بر روي دستان 10 نفر قرار دهيم هيچكدام از آنها فشاري برابر با فشاري كه شما به تنهايي حس كرده بوديد را حس نمي كنند مانند هنگامي كه جمعيت زيادي ورزشكاري را برروي دستان خود حركت مي دهند . زيرا نيروي وزن اين شخص بر تعداد افرادي كه اورا بالا گرفته اند تقسيم مي شود .

حال كه مفهوم فشار را فهميديم مي توانيم بگوييم كه اگر نيرو ثابت باشد هرچه مساحت سطحي كه نيرو بر آن وارد مي شود كوچكتر وكمتر باشد ميزان فشار وارد برآن بيشتر است و برعكس . وحالا مي فهميم كه چرا مردم زير پايه هاي ميز وصندلي هاي منزلشان مقوا يا تخته قرار مي دهند ؟

زيرا سطح تماس پايه هاي ميز را با سطح فرش بيشتر مي كنيم تا ميز فشار كمتري بر فرش وارد كند وسطح فرش كمتر  خراب شود . ويا اينكه چرا ميخ از سر تيزش در ديوار فرو مي رود اما از سر پهنش فرو نمي رود ؟ زيرا سرتيز سطح كمتري دارد پس نيرو اثر بيشتري بر آن دارد يعني فشار بر سر تيز بيشتر از سر پهن آن است .

با توجه به مطالب بالا واحد فشار را نيوتن برسانتيمتر مربع مي دانستيم ولي در واقع درفيزيك واحد فشار نيوتن بر متر مربع است يعني نيرويي برابر يك نيوتن را بر سطحي برابر يك متر مربع وارد كنيم يعني اگر مربعي يك متري در يك متري داشته باشيم وآنرا به اندازه هاي يك سانتي متري تقسيم كنيم   10هزار مربع يك سانتيمتري تبديل مي شود ونيروي يك نيوتني را اگر برسطح اين 10000مربع يك سانتي متري تقسيم كنيم به هر مربع 0001/0 (يك ده هزارم ) نيوتن نيرو وارد شده است كه اصطلاحاً به آن مي گوييم يك پاسكال يعني يك ده هزارم نيرو برهرسانتيمتر مربع فشار وارد كرده ايم . يعني به عبارت ديگر يك نيوتن برمترمربع رابه افتخارپاسكال به نام اويعني يك پاسكال نام گذاري كرده اند .

داستان خيالي بازي قايم باشك دانشمندان وقضيه سوك سوك شدن نيوتن را كه درصفحات قبلي (لبخندعلمي)بيان كردم راكه حتما يادتان هست ؟اگر نيست       اينجا كليك كنيد

پس حالا يادتان باشد كه يك نيوتن برمترمربع يعني يك پاسكال

باتوجه به مطالب فوق مي خواهيم بفهميم  كه يك نيوتن برسانتيمتر مربع  چند پاسكال است ؟

خوب چون يك نيوتن بريك سانتيمتر مربع وارد شده و واحد فشار يك نيوتن بر متر مربع است يعني 10000مربع يك سانتيمتري برابرمي شود با يك مربع يك متري وچون برهر يك از اين 10000مربع يك سانتي يك نيوتن وارد شده پس بر 10000 مربع 10000نيوتن نيرو وارد شده پس مي گوييم يك نيوتن برسانتيمتر مربع يعني 10000نيئتن بر متر مربع يعني 10000پاسكال .

خوب حالا چگونه مي توانيم فشار وارد برسطح يك جسم را اندازه بگيريم ؟ براي اين منظور از معادله زير استفاده مي كنيم :

واحد سطح ‍‍ ÷ نيرو = فشار  ( برحسب نيوتن بر متر مربع)

مثلا اگر كمدي داشته باشيم كه ابعاد كف آن يك متر در 2 متر باشد ووزن اين كمد 800 نيوتن دراين صورت فشاري كه بر سطح زمين وارد مي كند از رابطه زير بدست مي آيد :

مساحت سطح ÷ نيرو = فشار

عرض × طول = مساحت سطح
متر      2 = 1 × 2 = مساحت سطح

نيوتن بر متر مربع      40 = 2 ÷ 800

پس فشار وارد بر سطح  40 نيوتن بر متر مربع يا 40 پاسكال است .

اين از فشار وارده توسط جامدات بود فشار مايعات در درس بعدي است




این خبر از طرف آموزشها
( http://www.amozeshha.ir/news.php?extend.63 )


Powered By Persian E107 BY Iranscripts.Com Sponsor : MehrHost.Com