پاسخ تمرین 3 صفحه 57 فیزیک دهم

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۳-۳ صفحه ۶۳ فیزیک دهم سلام! این تمرین محاسبه‌ی **کار** انجام شده توسط یک نیروی خارجی (ورزشکار) بر خلاف نیروی گرانش است. 😊 ### ۱. داده‌ها و تبدیل واحدها * **جرم وزنه ($$m$$):** $$\text{65 kg}$$ * **جابه‌جایی ($$d$$):** $$\text{45 cm} = 0/45 \text{ m}$$ * **شتاب گرانش ($$g$$):** $$\text{9/8 N}/\text{kg}$$ * **نوع حرکت:** به طور **یکنواخت** (یعنی تندی ثابت است و شتاب صفر). * **هدف:** محاسبه کار انجام شده توسط ورزشکار ($$W_{\text{ورزشکار}}$$). ### ۲. تعیین نیروی ورزشکار ($$F$$) چون وزنه با **تندی ثابت** حرکت می‌کند، نیروی خالص وارد بر آن صفر است: $$\mathbf{F}_{\text{net}} = 0$$. نیروهای عمودی وارد بر وزنه عبارت‌اند از: * نیروی رو به بالا (ورزشکار): $$\mathbf{F}$$ * نیروی رو به پایین (وزن): $$\mathbf{W = m g}$$ $$\mathbf{F}_{\text{net}} = F - W = 0 \implies \mathbf{F = W = m g}$$ $$F = (65 \text{ kg}) \times (9/8 \text{ N}/\text{kg}) = 637 \text{ N}$$ ### ۳. محاسبه‌ی کار ($$W_{\text{ورزشکار}}$$) کار انجام شده توسط نیروی ثابت، از رابطه‌ی $$\mathbf{W = F d \cos \theta}$$ به دست می‌آید. * **زاویه ($$\theta$$):** نیروی ورزشکار ($$F$$) و جابه‌جایی ($$d$$) هر دو رو به بالا هستند، پس زاویه‌ی بین آن‌ها $$\mathbf{\theta = 0^\circ}$$ است ($$\cos 0^\circ = 1$$). $$W_{\text{ورزشکار}} = F d$$ $$W_{\text{ورزشکار}} = (637 \text{ N}) \times (0/45 \text{ m})$$ $$\mathbf{W}_{\text{ورزشکار}} = 286/65 \text{ J}$$ * **پاسخ نهایی:** کار انجام شده توسط ورزشکار **$$\text{286/65 J}$$** است.