211. Ruuvimeisseli sormien välissä

  1. Ruuvimeisseliä painetaan sormien välissä kuvan mukaisesti. Selitä tuntemukset sormissa fysiikan avulla.
  2. Miksi traktoreissa on yleensä leveät renkaat?

Ratkaisu

a. Koska ruuvimeisseli ei ole kiihtyvässä liikkeessä, siihen kohdistuva kokonaisvoima on Newtonin II lain mukaisesti nolla. Tällöin kumpikin käsi painaa ruuvimeisseliä yhtä suurella, mutta vastakkaissuuntaisella voimalla (jotta ne kumoavat toisensa). Newtonin III lain mukaan ruuvimeisseli kohdistaa tällöin yhtä suuret mutta vastakkaissuuntaiset voimat kämmeniin. Siis ruuvimeisseli kohdistaa kumpaankin kämmeneen yhtä suuren voiman.

Voiman aiheuttama paine saadaan laskemalla [[$p=\frac{F}{A}$]], eli paine on sitä suurempi, mitä pienemmälle pinnalle voima kohdistuu. Oikeassa kämmenessä voima kohdistuu ruuvimeisselin kärjen kokoiselle alalle ja vasemmassa ruuvimeisselin kädensijan kokoiselle alalle. Siispä oikeaan kämmeneen kohdistuu suurempi paine, mikä tuntuu voimakkaampana tuntoaistimuksena, jopa kipuna.

b. Mitä suurempi pinta-ala renkaalla on, sitä suuremmalle pinta-alalle traktorin paino jakautuu ja maahan kohdistuva paine pienenee ([[$p=\frac{F}{A}$]]). Mitä pienempi paine, sitä todennäköisemmin pehmeäkin maa kestää sen antamatta periksi, ja traktori ei vajoa.