إجابة سؤال: رفعت ندى تحفة كتلتها 10kg من الأرض إلى رف ارتفاعه 1.2m فماهو الشغل الذي بذلته ندى
- الجواب: بذلت ندى شغلا مقداره 117.6 جول
شرح الإجابة:
لحساب الشغل المبذول في رفع جسم إلى ارتفاع معين، نستخدم العلاقة الرياضية المعروفة في علم الفيزياء الكلاسيكية، وهي:
- الشغل = الكتلة × تسارع الجاذبية × الارتفاع.
بالتعويض:
- الشغل = 10 × 9.8 × 1.2
- النتيجة = 117.6 جول.
في هذا النوع من المسائل، يتم التركيز على مقدار الطاقة التي انتقلت من ندى إلى الجسم الذي رفعته. فالشغل في هذا السياق هو صورة من صور الطاقة الميكانيكية، وتحديدا طاقة الوضع التي تزداد عند رفع الجسم إلى مستوى أعلى من سطح الأرض. الكتلة التي تبلغ 10kg تمثل عامل مهم في تحديد كمية الشغل، وكذلك الارتفاع الرأسي الذي بلغ 1.2m هو عنصر أساسي في زيادة الجهد المبذول.
من المهم إدراك أن تسارع الجاذبية الأرضية الثابت (9.8 م/ث²) لا يتغير في معظم المسائل التعليمية، ويُعد أحد الثوابت الأساسية في حساب العمل الفيزيائي. عند ضرب هذه القيمة في الكتلة والارتفاع، نصل إلى مقدار الشغل المبذول بوحدة الجول، وهي الوحدة الرسمية لقياس الشغل والطاقة في النظام العالمي.
إقرأ أيضا:يسهم التنوع الحيوي في استقرار النظام البيئي صواب خطأما فعلته ندى لا يعتمد فقط على القوة بل أيضا على المسافة التي تحرك خلالها الجسم في اتجاه القوة نفسها، وهذا ما يميز الشغل الحقيقي عن مجرد بذل مجهود. فلو حملت ندى التحفة دون رفعها رأسيا، فلن تحسب أي طاقة وضع مكتسبة، وبالتالي لن يُعتبر ذلك شغلا فيزيائيا في تعريفه العلمي.
إقرأ أيضا:عملية الضرب عملية ابدالية صواب خطأالرقم 117.6 جول يبدو بسيطا، لكنه يعبر عن تحول طاقي واضح، إذ تم نقل الطاقة من جسم ندى إلى الجسم المرفوع. هذا المفهوم يرتبط أيضا بمبادئ قانون حفظ الطاقة والديناميكا الحرارية، حيث لا تفنى الطاقة ولا تُستحدث من العدم، بل تنتقل أو تتحول من شكل لآخر.