كتلة من الرصاص أبعادها cm x 10.0 cm x 20.0 cm 5.0 تستقر على الأرض على أصغر وجه، فإذا علمت أن كثافة الرصاص 11.8g/cm3، فما مقدار الضغط الذي تؤثر به كتلة الرصاص في سطح الأرض ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
23 kPa
لحل هذه المسألة وحساب الضغط الذي تؤثر به كتلة الرصاص على سطح الأرض، نتبع الخطوات الفيزيائية البسيطة التالية:
- الخطوة الأولى: فهم قانون الضغط
الضغط ($P$) يُحسب بالقانون التالي:
$$\text{الضغط} = \frac{\text{القوة (الوزن)}}{\text{مساحة السطح}}$$
بما أن القوة هنا هي وزن كتلة الرصاص، فإننا نحسبها من القانون:
$$\text{الوزن} = \text{الكتلة} \times \text{تسارع الجاذبية}$$
ولكن، يمكننا إيجاد الكتلة مباشرة من الكثافة والحجم.
- الخطوة الثانية: حساب حجم كتلة الرصاص
حجم متوازي المستطرات يُحسب بضرب أبعاده الثلاثة:
$$\text{الحجم } (V) = \text{الطول} \times \text{العرض} \times \text{الارتفاع}$$
$$V = 20.0\text{ cm} \times 10.0\text{ cm} \times 5.0\text{ cm} = 1000\text{ cm}^3$$
- الخطوة الثالثة: حساب كتلة الرصاص
من قانون الكثافة ($\text{الكثافة} = \frac{\text{الكتلة}}{\text{الحجم}}$)، نستخرج الكتلة:
$$\text{الكتلة } (m) = \text{الكثافة} \times \text{الحجم}$$
$$m = 11.8\text{ g/cm}^3 \times 1000\text{ cm}^3 = 11800\text{ g}$$
ولتحويل الكتلة إلى كيلوجرام (kg):
$$m = \frac{11800}{1000} = 11.8\text{ kg}$$
- الخطوة الرابعة: حساب مساحة أصغر وجه
أبعاد كتلة الرصاص هي $20\text{ cm}$، $10\text{ cm}$، و$5.0\text{ cm}$.
أصغر وجه يتكون من ضرب البعدين الأصغر:
$$\text{المساحة } (A) = 5.0\text{ cm} \times 10.0\text{ cm} = 50\text{ cm}^2$$
ولتحويل المساحة إلى المتر المربع ($\text{m}^2$):
$$A = 50 \div 10000 = 0.005\text{ m}^2$$
- الخطوة الخامسة: حساب قوة الوزن
$$\text{الوزن } (F) = \text{الكتلة} \times \text{تسارع الجاذبية } (g \approx 9.8\text{ m/s}^2)$$
وللتقريب السهل في مثل هذه المسائل المدرسية، يمكن استخدام $g = 9.8$ أو $9.81$، أو بالتعويض المباشر في وحدة النيوتن:
$$F = 11.8\text{ kg} \times 9.8\text{ m/s}^2 = 115.64\text{ N}$$
*(ملاحظة: لو اعتبرنا تسارع الجاذبية 10 للتسهيل: $11.8 \times 10 = 118\text{ N}$)*
- الخطوة السادس والأخيرة: حساب الضغط
$$\text{الضغط} = \frac{\text{القوة}}{\text{المساحة}}$$
$$\text{الضغط} = \frac{115.64\text{ N}}{0.005\text{ m}^2} = 23128\text{ Pa}$$
وبالتقريب إلى كيلو باسكال ($\text{kPa}$) وقسمة الناتج على $1000$:
$$\text{الضغط} \approx 23\text{ kPa}$$
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال كتلة من الرصاص أبعادها cm x 10.0 cm x 20.0 cm 5.0 تستقر على الأرض على أصغر وجه، فإذا علمت أن كثافة الرصاص 11.8g/cm3، فما مقدار الضغط الذي تؤثر به كتلة الرصاص في سطح الأرض ؟ اترك تعليق فورآ.
