پخش کردنِ نیرو
شتر با این‌که صدها کیلوگرم جرم دارد، روی شن‌های نرمِ کویرِ لوت راه می‌رود و فرو نمی‌رود، اما پای آدمی که کنارش راه می‌رود تا مچ در شن فرو می‌رود. رازِ شتر در کفِ پای اوست.
وقتی فشارِ کم می‌خواهیم
در درسِ پیش دیدیم که فشار = نیرو ÷ مساحت. پس برای کم کردنِ فشار دو راه داریم: نیرو را کم کنیم، یا آن را روی مساحتِ بزرگ‌تری پخش کنیم. وقتی نیرو همان وزنِ یک جسم است و کم‌شدنی نیست، فقط راهِ دوم می‌ماند. طبیعت و مهندسان بارها از همین راه رفته‌اند.
- پای شتر پهن و نرم است و زیرِ وزنش باز می‌شود؛ وزنِ سنگینش روی سطحی بزرگ پخش می‌شود و در شن فرو نمی‌رود.
- چوبِ اسکی و کفشِ برفی سطحِ زیرِ پا را چند برابر می‌کنند. کسی که با چکمه تا زانو در برفِ تازه فرو می‌رود، با اسکی روی آن سُر می‌خورد.
- تراکتورها چرخ‌های پهنِ بزرگ دارند و بعضی ماشین‌های سنگینِ راه‌سازی به جای چرخ شنی (زنجیرِ پهن) دارند تا در خاکِ نرمِ مزرعه یا گِل فرو نروند.
در خانه و شهر
- بندِ کوله‌پشتیِ خوب پهن و نرم است. بندِ باریک همان وزن را روی نواری باریک از شانه جمع می‌کند و دردناک است.
- واشر، حلقه‌ی فلزیِ پهنی که زیرِ سرِ پیچ و مهره می‌گذارند، نیروی پیچ را روی سطحِ بزرگ‌تری از چوب پخش می‌کند تا پیچ در چوب فرو نرود و آن را نشکند.
- پیِ ساختمان از دیوارها پهن‌تر است. زمین نمی‌تواند هر فشاری را تحمل کند؛ وزنِ چند طبقه اگر فقط روی لبه‌ی باریکِ دیوارها بیفتد، دیوارها در خاک فرو می‌روند و ساختمان کج می‌شود. روی زمینِ نرم، مهندسان پیِ یکپارچه‌ای به پهنای همه‌ی ساختمان می‌ریزند.
بسترِ میخ
شاید در نمایش‌ها دیده باشید کسی روی تختی پر از میخ دراز می‌کشد و آسیبی نمی‌بیند. اگر روی یک میخ بنشیند، همه‌ی وزنش روی نوکِ یک میخ جمع می‌شود و فشار آن‌قدر زیاد است که پوست را سوراخ می‌کند. اما روی صدها میخِ نزدیکِ هم، وزن میانِ همه‌ی آن‌ها پخش می‌شود و سهمِ هر نوکِ میخ آن‌قدر کم است که فشارش پوست را سوراخ نمی‌کند. این یک نمایش است و فقط کارشناسانِ آموزش‌دیده انجامش می‌دهند.
هشدار
روی یخِ برکه یا استخرِ یخ‌زده راه نروید. فشاری که وزنِ شما از راهِ کفِ کفش به یخِ نازک وارد می‌کند، می‌تواند آن را بشکند.
در خانه امتحان کنید
دو کیسه‌ی پلاستیکیِ یکسان را پر از کتاب کنید. یکی را با دسته‌ی نازکش بلند کنید و دیگری را پس از پیچیدنِ یک حوله‌ی تاشده دورِ دسته. کدام کفِ دستتان را بیشتر آزار می‌دهد؟ اثرِ دسته را روی پوستِ دستتان هم مقایسه کنید.
واژه‌های این درس
- پخش کردنِ نیرو - وارد کردنِ یک نیرو روی سطحی بزرگ‌تر تا فشارش کم شود.
- واشر - حلقه‌ی پهنی که زیرِ سرِ پیچ یا مهره می‌گذارند.
- پی - بخشِ پهنِ زیرِ ساختمان که وزنش را روی خاک پخش می‌کند.
ایده‌ی اصلی
وقتی نیرو کم‌شدنی نیست، با پخش کردنش روی سطحِ بزرگ‌تر فشار را کم می‌کنیم. پای شتر، اسکی، چرخِ پهن، بندِ کوله‌پشتی، واشر و پیِ ساختمان همه همین کار را می‌کنند.