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 لإنجاز مهمة ما، وعادة ما يُقاس بالجول (J). في حالة رفع جسم ما إلى ارتفاع معين، فإن الشغل اللازم للقيام بذلك هو حاصل ضرب وزن الجسم في الارتفاع. في هذه المقالة، سنحسب الشغل اللازم لرفع حجر جيري يزن ١٠٠٠٠ نيوتن مسافة ١٥٠ متراً.

وزن الحجر الجيري

وزن الحجر الجيري هو القوة التي يمارسها على الأرض بسبب الجاذبية. يُحسب الوزن بالقانون التالي:

“`
وزن = الكتلة × عجلة الجاذبية
“`

حيث:

الوزن بالنيوتن (N)
الكتلة بالكيلو جرام (kg)
عجلة الجاذبية تساوي ٩٫٨ م/ث² على سطح الأرض

في هذه الحالة، الكتلة غير معروفة، لكننا نعلم أن الوزن ١٠٠٠٠ نيوتن. وبالتالي، يمكننا إعادة ترتيب المعادلة لحل الكتلة:

“`
الكتلة = الوزن / عجلة الجاذبية
“`

باستخدام الآلة الحاسبة، نحصل على:

“`
الكتلة = ١٠٠٠٠ نيوتن / ٩٫٨ م/ث² = ١٠٢٠٫٤ كجم
“`

ارتفاع الرفع

ارتفاع الرفع هو المسافة الرأسية التي يُرفع الحجر إليها. في هذه الحالة، يبلغ ارتفاع الرفع ١٥٠ متراً.

الشغل اللازم

كما ذكرنا سابقًا، الشغل اللازم لرفع جسم ما هو حاصل ضرب الوزن في الارتفاع. وبالتالي، في هذه الحالة، يكون الشغل اللازم:

“`
الشغل = الوزن × الارتفاع = ١٠٠٠٠ نيوتن × ١٥٠ م = ١٥٠٠٠٠٠ جول
“`

إذن، فإن الشغل اللازم لرفع حجر جيري يزن ١٠٠٠٠ نيوتن مسافة ١٥٠ متراً هو ١٥٠٠٠٠٠ جول. وهذا يعني أنه يجب أن يكون هناك مصدر للطاقة يوفر هذه الكمية من الطاقة لإنجاز المهمة.