سطح شیب‌دار
روزِ اسباب‌کشی است. ماشین‌لباس‌شوییِ سنگینی باید پشتِ وانت برود. دو مرد سعی می‌کنند آن را از زمین بلند کنند، اما نمی‌توانند. یکی از آن‌ها تخته‌ی بلند و محکمی می‌آورد، یک سرش را روی لبه‌ی وانت می‌گذارد و سرِ دیگرش را روی زمین. حالا ماشین را روی تخته هل می‌دهند و آرام‌آرام بالا می‌برند. تخته چطور کار را آسان کرد؟
سطح شیب‌دار چیست؟
تخته‌ی کج یک سطح شیب‌دار بود. سطح شیب‌دار سطحی است که یک سرش بالاتر از سرِ دیگر است. وقتی باری را روی آن بالا می‌بریم، نیروی کمتری لازم است تا وقتی که همان بار را مستقیم بلند کنیم.
اما هیچ چیز رایگان نیست. ماشین‌لباس‌شویی برای رسیدن به پشتِ وانت، به جای یک متر بالا رفتن، چند متر روی تخته جلو رفت. سطح شیب‌دار نیرو را کم می‌کند، اما راه را دراز می‌کند.
شیبِ تند، شیبِ ملایم
دو سطح شیب‌دار را در نظر بگیرید که هر دو به یک ارتفاع می‌رسند. یکی کوتاه و تند است و دیگری بلند و ملایم. روی شیبِ ملایم، نیروی کمتری لازم است، اما راه درازتر است. روی شیبِ تند، راه کوتاه است، اما نیروی بیشتری می‌خواهد.
برای همین، جاده‌های کوهستانی مستقیم از کوه بالا نمی‌روند. پیچ‌پیچ می‌روند تا شیبشان ملایم باشد و ماشین‌ها بتوانند بالا بروند. سطحِ شیب‌دارِ کنارِ پله‌ها برای ویلچر و کالسکه هم همین فکر را دارد.
در خانه امتحان کنید
- یک کش را به دسته‌ی یک کیفِ کوچک که چند کتاب در آن است ببندید.
- کیف را با کش، مستقیم تا روی یک صندلی بالا ببرید و ببینید کش چقدر کِش می‌آید.
- حالا یک تخته یا سینیِ بلند را از زمین تا لبه‌ی صندلی بگذارید و کیف را با کش، آرام روی آن بالا بکشید.
- در کدام حالت کش کمتر کِش آمد؟ یعنی کجا نیروی کمتری لازم بود؟
واژه‌های این درس
- سطح شیب‌دار - سطحی کج که یک سرش بالاتر از سرِ دیگر است و بالا بردنِ بار را آسان می‌کند.
- شیب - اندازه‌ی کجیِ یک سطح؛ شیبِ تند یا ملایم.
ایده‌ی اصلی
با سطح شیب‌دار بار را با نیروی کمتری بالا می‌بریم، اما راهش درازتر می‌شود. هرچه شیب ملایم‌تر باشد، نیرو کمتر و راه درازتر است.