Una domanda spesso posta in fisica introduttiva è la seguente: quale sarebbe preferibile, essere calpestato da un elefante o da una ragazza con scarpe alte? Per rispondere alla domanda, calcolare la pressione, la quantità di forza applicata su una determinata area. Anche forze relativamente piccole, come il peso di una ragazza, possono esercitare un'enorme pressione quando vengono applicate su una piccola area, come l'area colpita dai tacchi a spillo. Allo stesso modo, la distribuzione di un peso significativo su una vasta area riduce la pressione e i suoi effetti realizzati.
Misura il peso
Misura la quantità di forza applicata dall'oggetto. Comunemente, i conti di accelerazione gravitazionale per le forze di download, dati come peso in unità di libbre. Tuttavia, il peso è spesso indicato erroneamente in chilogrammi che misurano la massa. Per convertire chilogrammi in sterline, moltiplicare per 2,2. Ad esempio, una ragazza di 25 kg pesa 55 libbre (25 kg x2.2 lbs /kg) e un elefante di 2.700 kg pesa 5.940 libbre.
Misura l'area di contatto
Misura l'area di contatto dove la forza viene applicata. Per un'area rotonda, piazza il raggio e moltiplica per pi. Ad esempio, se il piede dell'elefante misura 1 piede di diametro, dividere per 2 per calcolare il raggio di 0,5. Piazza 0,5 e quindi moltiplica il risultato per 3,14 (pi) per ottenere un'area di 0,79 piedi quadrati. Perché l'elefante ha quattro piedi, tuttavia, più di 4 per calcolare l'area totale di 3,14 metri quadrati. Se la bambina si dondola sui tacchi a spillo quadrati, da un quarto di pollice, moltiplicare 0,25 volte 0,25 per calcolare un'area di 0,063 pollici quadrati. Poiché la ragazza ha due piedi, moltiplica per 2 per ottenere un'area totale di 0,13 pollici quadrati.
Calcola l'area
Dividi per 144 per convertire i pollici quadrati in piedi quadrati. Nell'esempio, dividi i tacchi a spillo di 0,13 pollici quadrati per 144 per calcolare 0,0009 piedi quadrati.
Calcola la pressione
Dividi forza per area per calcolare la pressione esercitata. Continuando con l'esempio, dividi 5,940 libbre per 3,14 piedi quadrati dell'elefante per calcolare la pressione di 1,891 libbre per piede quadrato. Dividi le 55 libbre della bambina di 0,0009 per calcolare la sua pressione di 61,111 libbre per piede quadrato. Pertanto, i talloni della ragazza esercitano una pressione considerevolmente maggiore - quindi optare per il calpestio dell'elefante.
TL; DR (Troppo lungo, non letto)
Se il peso dell'elefante è equamente distribuito tra tutti e quattro i piedi, non importa se sta camminando con un piede o tutti i piedi; la forza per area rimane la stessa. Tuttavia, se un elefante acrobatico equilibra tutto il suo peso su un piede, la pressione quadruplica, perché il peso non è più distribuito su quattro piedi.
Le forze sono spesso presentate in unità di newton. Per convertire in sterline, moltiplicare per 0,23.
La pressione viene spesso presentata in unità di atmosfera o pascal. Per convertire atmosfere in libbre per piede quadrato, moltiplicare per 2,116. Per convertire pascal in libbre per piede quadrato, moltiplicare per 0,021.
