احسب الشغل اللازم لرفع حجر جيري يزن ١٠٠٠٠ نيوتن مسافة ١٥٠ مترا

احسب الشغل اللازم لرفع حجر جيري يزن ١٠٠٠٠ نيوتن مسافة ١٥٠ مترا.

الإجابة الصحيحة هي : ش = ق × ف = 100000 × 150 = 1500000 جول.

الشغل هو كمية الطاقة اللازمة لإزاحة جسم ما مسافة معينة في اتجاه معين. وتعتمد كمية الشغل المبذول على مقدار القوة المؤثرة على الجسم والمسافة التي تم إزاحتها. في هذه المقالة، سوف نحسب الشغل اللازم لرفع حجر جيري يزن 10000 نيوتن مسافة 150 مترًا.

قانون الشغل

يعرّف قانون الشغل بأنه:

“`
W = F d
“`

حيث:

W هي الشغل المبذول بالجول (J)
F هي القوة المؤثرة بالنيوتن (N)
d هي المسافة المقطوعة بالمتر (m)

حساب القوة اللازمة

لرفع حجر جيري يزن 10000 نيوتن، نحتاج إلى ممارسة قوة مساوية لوزنه على الأقل. وهذا يعني أن:

“`
F = 10000 N
“`

حساب المسافة المقطوعة

المسافة المقطوعة هي المسافة الرأسية التي سيرفع بها الحجر الجيري. في هذه الحالة، تم ذكر أن المسافة هي 150 مترًا.

“`
d = 150 m
“`

حساب الشغل

باستخدام قانون الشغل، يمكننا الآن حساب الشغل اللازم لرفع حجر الجيري:

“`
W = F d = 10000 N 150 m = 1,500,000 J
“`

وهذا يعني أننا بحاجة إلى بذل شغل مقداره 1,500,000 جول لرفع حجر جيري يزن 10000 نيوتن مسافة 150 مترًا.

العوامل المؤثرة على الشغل

بالإضافة إلى القوة والمسافة، هناك بعض العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤثر على الشغل المبذول، وهي:

اتجاه القوة: يؤثر اتجاه القوة بالنسبة لاتجاه الإزاحة على مقدار الشغل المبذول. فإذا كانت القوة عمودية على الإزاحة، فإن الشغل يكون عند أقصى قيمة له. أما إذا كانت القوة موازية للإزاحة، فإن الشغل يكون صفراً.
زاوية التطبيق: إذا تم تطبيق القوة بزاوية بالنسبة للإزاحة، فإننا نستخدم مفهوم مركبات القوة لحساب الشغل المبذول.
الاحتكاك: يمكن للاحتكاك أن يقلل من الشغل المفيد المبذول، لذلك يجب أخذه في الاعتبار عند حساب الشغل الكلي.

تطبيقات الشغل

يُستخدم مفهوم الشغل في العديد من التطبيقات العملية، ومنها:

الأجهزة الميكانيكية: تُستخدم الآلات البسيطة مثل الرافعات والبكر لتضخيم القوة وتقليل الشغل اللازم لإنجاز المهام.
المحركات: تُستخدم المحركات لتحويل الطاقة من شكل إلى آخر، ويُقاس خرجها بالشغل الذي يُمكنها إنجازه.
العمل اليدوي: يُقاس الجهد المبذول في العمل اليدوي غالبًا بالشغل المبذول.

الشغل هو كمية مادية مهمة تُستخدم لوصف الطاقة اللازمة لإزاحة جسم ما. وقد قمنا في هذه المقالة بحساب الشغل اللازم لرفع حجر جيري يزن 10000 نيوتن مسافة 150 مترًا، كما ناقشنا أيضًا العوامل المؤثرة على الشغل وتطبيقاته العملية.