يلجأ المهندسون في المباني الصناعية إلى وضع المعدات والآلات الثقيلة على ألواح فولاذية عريضة، بحيث يتوزع وزن هذه الآلات على مساحات أكبر . فإذا خطط مهندس لتركيب جهاز كتلته 454kg على أرضية صُممت لتتحمل ضغطاً إضافياً مقداره 5.010 ، فما مساحة صفيحة الفولاذ الداعمة ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
8.9x10-2 m2
لحل هذه المسألة الفيزيائية بطريقة سهلة، نحتاج إلى استخدام قانون الضغط الذي يربط بين القوة، والمساحة، والضغط.
إليك خطوات الحل بالتفصيل:
الخطوة الأولى: فهم القوانين المستخدمة
- قانون الضغط ($P$): الضغط يساوي القوة مقسومة على المساحة.
$$\text{الضغط} (P) = \frac{\text{القوة} (F)}{\text{المساحة} (A)}$$
- قانون القوة (الوزن) ($F$): القوة هنا هي وزن الآلة، وتُحسب بضرب الكتلة ($m$) في تسارع الجاذبية الأرضية ($g$).
$$\text{القوة} (F) = m \times g$$
*(ملاحظة: تسارع الجاذبية الأرضية $g$ يساوي تقريباً $9.8 \, \text{m/s}^2$)*
---
الخطوة الثانية: حساب القوة (وزن الآلة)
- كتلة الآلة ($m$) = $454 \, \text{kg}$
- تسارع الجاذبية ($g$) = $9.8 \, \text{m/s}^2$
- إذن، القوة ($F$) = $454 \times 9.8 = 4449.2 \, \text{N}$ (نيوتن)
---
الخطوة الثالثة: إيجاد مساحة صفيحة الفولاذ ($A$)
بما أننا نريد حساب المساحة، سنقوم بترتيب قانون الضغط لتصبح المساحة في الطرف الأيسر:
$$\text{المساحة} (A) = \frac{\text{القوة} (F)}{\text{الضغط} (P)}$$
- القوة ($F$) = $4449.2 \, \text{N}$
- الضغط الإضافي المتحمل ($P$) = $5.0 \times 10^4 \, \text{Pa}$ *(بافتراض أن القيمة الواردة في السؤال هي $5.0 \times 10^4$)*
بالتعويض في القانون:
$$A = \frac{4449.2}{5.0 \times 10^4} = 0.08898 \, \text{m}^2$$
عند تقريب الناتج العلمي لتسجيله بصورة صحيحة:
$$A \approx 8.9 \times 10^{-2} \, \text{m}^2$$
---
فكرة إضافية للتوضيح:
لماذا نستخدم ألواحاً فولاذية عريضة تحت الآلات الثقيلة؟
لأن زيادة المساحة تؤدي إلى تقليل الضغط الواقع على نقطة واحدة في الأرضية، وهذا يحمي أرضية المبنى الصناعي من التصدع أو الانهيار تحت وزن الآلات الكبيرة.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال يلجأ المهندسون في المباني الصناعية إلى وضع المعدات والآلات الثقيلة على ألواح فولاذية عريضة، بحيث يتوزع وزن هذه الآلات على مساحات أكبر . فإذا خطط مهندس لتركيب جهاز كتلته 454kg على أرضية صُممت لتتحمل ضغطاً إضافياً مقداره 5.010 ، فما مساحة صفيحة الفولاذ الداعمة ؟ اترك تعليق فورآ.
