لكي يحدد الطلاب القوة المطلوبة، يجب عليهم أولاً تحديد القوى التي تؤثر على اللوحة. في حالة اللوحة الملتصقة بالحائط، هناك قوتان رئيسيتان تؤثران على اللوحة:
- القوة اللاصقة بين اللوحة والصمغ. هذه هي القوة التي تربط اللوحة بالصمغ.
- قوة الجاذبية. هذه هي القوة التي تسحب اللوحة نحو الأرض.
لكي تتحرك اللوحة، يجب أن تكون القوة المطبقة عليها أكبر من قوة اللزوجة. أي أن القوة المطبقة يجب أن تكون قادرة على كسر القوة اللاصقة بين اللوحة والصمغ.
هناك عدة طرق لتحديد القوة المطلوبة لكسر القوة اللاصقة. أحد الطرق هو إجراء تجربة. يمكن للطلاب استخدام ميزان حساس لقياس مقدار القوة المطلوبة لإزالة اللوحة من الحائط.
طريقة أخرى لتحديد القوة المطلوبة هي استخدام الصيغة التالية:
F = μ * A
حيث:
- F هي القوة المطلوبة (نيوتن)
- μ هي معامل اللزوجة (نيوتن متر لكل متر مربع)
- A هي مساحة سطح التلامس بين اللوحة والصمغ (متر مربع)
معامل اللزوجة هو قيمة ثابتة تعتمد على نوع الصمغ المستخدم. يمكن العثور على قيم معامل اللزوجة في العديد من مصادر المعلومات، مثل الكتب المدرسية والمواقع الإلكترونية.
بمجرد تحديد القوة المطلوبة، يمكن للطلاب استخدام هذه المعلومات لتحديد الأجهزة أو الأدوات التي ستحتاجها لإزالة اللوحة.
فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية تحديد القوة المطلوبة:
- إذا كانت اللوحة مصنوعة من الخشب ويبلغ وزنها 10 كيلوجرام، وكانت مساحة سطح التلامس بين اللوحة والصمغ 1 متر مربع، وكان معامل اللزوجة للصمغ المستخدم 0.5 نيوتن متر لكل متر مربع، فإن القوة المطلوبة لإزالة اللوحة ستكون:
F = μ * A = 0.5 * 1 = 0.5 نيوتن
- إذا كانت اللوحة مصنوعة من البلاستيك ويبلغ وزنها 5 كيلوجرام، وكانت مساحة سطح التلامس بين اللوحة والصمغ 0.5 متر مربع، وكان معامل اللزوجة للصمغ المستخدم 0.2 نيوتن متر لكل متر مربع، فإن القوة المطلوبة لإزالة اللوحة ستكون:
F = μ * A = 0.2 * 0.5 = 0.1 نيوتن
بالطبع، هذه مجرد أمثلة بسيطة. في المواقف الواقعية، قد يكون من الضروري إجراء تجارب إضافية لتحديد القوة المطلوبة بدقة أكبر.