نشاط 2 ص 77 فيزياء
السؤال:
احسب قيمة الشغل المبذول لرفع جسم كتلته 100 كجم إلى ارتفاع 10 أمتار.
الحل:
الشغل المبذول لرفع جسم يساوي وزن الجسم مضروباً في المسافة التي تم رفعه إليها.
وزن الجسم = كتلة الجسم × قوة الجاذبية الأرضية
القوة = 9.81 م/ث²
وزن الجسم = 100 كجم × 9.81 م/ث²
وزن الجسم = 981 نيوتن
الشغل المبذول = 981 نيوتن × 10 م
الشغل المبذول = 9810 جول
الإجابة:
قيمة الشغل المبذول لرفع جسم كتلته 100 كجم إلى ارتفاع 10 أمتار هي 9810 جول.
التوضيح:
في هذا النشاط، نستخدم قانون نيوتن الثاني للحركة لحساب قيمة الشغل المبذول لرفع جسم. ينص قانون نيوتن الثاني على أن القوة المحصلة المؤثرة على جسم تساوي كتلة الجسم مضروباً في تسارعه. في حالة رفع جسم، فإن القوة المحصلة المؤثرة على الجسم هي قوة الجاذبية الأرضية. تسارع الجاذبية الأرضية ثابت، ويبلغ قيمته 9.81 م/ث².
لحساب قيمة الشغل المبذول، نستخدم المعادلة التالية:
الشغل المبذول = القوة × المسافة
حيث:
- الشغل المبذول: هو كمية الطاقة التي يتم نقلها من جسم إلى آخر عن طريق العمل.
- القوة: هي مقدار الضغط الذي يؤثر على جسم ما.
- المسافة: هي المسافة التي يتم نقل الجسم خلالها.
في هذه الحالة، فإن القوة تساوي وزن الجسم، والمسافة تساوي ارتفاع الجسم الذي تم رفعه إليه.
إذا حللنا المعادلة السابقة، نحصل على:
الشغل المبذول = 9.81 م/ث² × 100 كجم × 10 م
الشغل المبذول = 9810 جول
وبالتالي، فإن قيمة الشغل المبذول لرفع جسم كتلته 100 كجم إلى ارتفاع 10 أمتار هي 9810 جول.