Tartalom
A bevezető fizikában gyakran feltett kérdés a következő: Melyik lenne inkább, ha egy elefánt vagy egy fiatal lány lép fel magas sarkú cipőben? A kérdés megválaszolásához kiszámítsa a nyomást, az adott területre kifejtett erőmennyiséget. Még a viszonylag kicsi erők, például egy fiatal lány súlya, óriási nyomást gyakorolhatnak, ha egy kis területre, például a magas sarkú ütőterületre gyakorolják. Hasonlóképpen, ha a jelentős súlyt elosztjuk egy nagy területen, akkor csökken a nyomás és annak valós hatásai.
Mérje meg a tárgy által kifejtett erőmennyiséget. Általában a gravitációs gyorsulás veszi figyelembe a letöltési erőket, súlyban kifejezve font egységben. A tömeget azonban kilogrammonként gyakran helytelenül adják meg, amely a tömeget méri. A kilogrammok fonthoz való átváltásához szorzzuk meg 2,2-del. Például egy 25 kg-os lány súlya 55 kg (25 kg x 2,2 lbs / kg), és egy 2700 kg-os elefánt súlya 5 940 font.
Mérje meg az érintkezési területet, ahol az erő alkalmazandó. Kerek területre négyzet alakú sugarat szorozzuk meg és korrigáljuk pi-vel. Például, ha az elefántok lábszáma átmérője 1 láb, akkor ossza meg 2-rel a 0,5 sugár kiszámításához. A 0,5 négyzet, majd szorozza meg az eredményt 3,14-vel (pi), hogy 0,79 négyzetláb nagyságú területet kapjon. Mivel az elefántnak négy lába van, a 4,14-szeres szorzata pedig 3,14 négyzetláb teljes területének kiszámításához. Ha a kislány újra ringat a négyzetméteres, négyzet hüvelyk magas sarkú sarkához, szorozzuk meg 0,25-szer 0,25-szel, és kiszámoljuk a 0,063 négyzet hüvelyk területét. Mivel a lánynak két lába van, szorozza meg 2-del, hogy a teljes területe 0,13 négyzet hüvelyk legyen.
Ossza el 144-re, hogy a négyzethüvelyket négyzetlábmá alakítsa. A példában ossza meg a 0,13 négyzet hüvelyk magas sarokpontját 144-rel, hogy kiszámítsa a 0,0009 négyzetlábat.
Osszuk meg az erőt terület szerint a nyomás kiszámításához. Folytatva a példát, ossza meg az elefántokat 5 940 font 3,14 négyzetlábval, hogy kiszámítsa a négyzetlábonkénti 1,891 font nyomást. Osszuk el a 55 kg-os kislányokat 0,0009-rel, hogy kiszámolhassa négyzetlábonként 61 111 fontot. Ezért a lányok sarka jelentősen nagyobb nyomást gyakorol - tehát válassza az elefánt csapódását.