تدريبات على حساب الشغل والقدرة
يُوضّح الآتي بعض التدريبات الحسابية على الشغل والقدرة:
الشغل المبذول على الجسم
تقوم رافعة برفع صندوق للأعلى بقوة رفع تبلغ 4000 نيوتن، إذا سحبت الرافعة الصندوق للأعلى إلى ارتفاع 15م، فما هو مقدار الشغل المبذول بواسطة قوة الرفع على الصندوق؟
الحل:
- طبّق قانون الشغل المبذول على الجسم، وهو على النحو الآتي:
الشغل المبذول على جسم = القوة المؤثرة × الإزاحة × جتا(الزاوية بين القوة والإزاحة)
ش = ق × ف × جتاθ
- حلل معطيات السؤال، فاتجاه القوة للأعلى واتجاه الإزاحة للأعلى، اي أنّ الزاوية بينهما تساوي صفر.
- عوّض في القانون، الشغل المبذول = 4000 × 15 × جتا0
- الشغل المبذول = 4000 × 15 × 1
- الشغل المبذول على الصندوق = 60×10^3 نيوتن.م = 60 × 10^3 جول.
القدرة اللازمة لإنجاز العمل باستخدام الشغل والزمن
تحتاج آلة كهربائية لإنجاز عملها خلال 20 ثانية إلى 200 جول من الطاقة، احسب مقدار قدرة الآلة الكهربائية.
الحل:
- طبّق قانون القدرة باستخدام الشغل والزمن، وهو على النحو الآتي:
القدرة = الشغل المبذول لإنجاز العمل / الزمن المستغرق
ق = ش / ز
- عوّض المُعطيات في القانون، القدرة = 200 / 20
- القدرة = 10 جول/ثانية = 10 واط
الشغل والقدرة
سحب أحمد جسمًا لمسافة 12م بالاتجاه الأفقيّ بقوة مقدارها 10 نيوتن خلال 15 ثانية، بينما سحب حسام نفس الجسم لمسافة 12م خلال 10 ثواني، فمن هو الشخص الذي أنجز الشغل الأكبر وأيهما يمتلك القدرة الأكبر؟
- احسب الشغل والقدرة لأحمد
- *الشغل المبذول الذي أنجزه أحمد
الشغل = ق × ف × جتاθ
الشغلش = 10 × 12 × 1
الشغل المبذول = 120 جول.
- *القدرة التي يمتلكها أحمد
القدرة = الشغل المبذول لإنجاز العمل / الزمن المستغرق
القدرة = 120 / 15
القدرة = 8 واط
- احسب الشغل والقدرة لحسام
- *الشغل المبذول الذي أنجزه حسام
الشغل = ق × ف × جتاθ
الشغل = 10 × 12 × 1
الشغل المبذول = 120 جول.
- *القدرة التي يمتلكها حسام
القدرة = الشغل المبذول لإنجاز العمل / الزمن المستغرق
القدرة = 120 / 10
القدرة = 12 واط
- حلل النتائج السابقة، لاحظ بأنّ كلاهما أنجز نفس مقدار الشغل إلّا أنّ حسام يمتلك قدرة أكبر من أحمد، حيث إنّه أنجز نفس الشغل بزمن أقل.
