خود را بیازمایید
۱. شکل روبهرو شخصی را نشان میدهد که با نیروی افقی $\text{25}$ نیوتونی جعبهای را به اندازه $\text{2m}$ متر در امتداد نیروی وارد شده به آن جابهجا میکند. کاری که این شخص روی جعبه انجام میدهد، چقدر است؟
۲. به شکل روبهرو و عددهای نوشته شده روی آن توجه کنید. برداشت خود را از این شکل با توجه به مفهوم کار بیان کنید. بهنظر شما کدام روش برای جابهجایی جسم راحتتر است؟ دلیل انتخاب خود را توضیح دهید.
پاسخ و توضیح خود را بیازمایید صفحه 70 علوم هفتم
این تمرین به شما کمک میکند تا مفهوم فیزیکی **کار** را درک کنید و آن را با زندگی روزمره مقایسه نمایید. 👷
***
## ۱. محاسبه کار انجام شده
**کار ($W$)** در فیزیک زمانی انجام میشود که یک **نیرو ($F$)** بر جسمی وارد شود و آن جسم را در **جهت همان نیرو**، جابهجا کند ($d$).
* **دادهها:**
* نیروی وارده ($F$): $\text{25 N}$ (نیوتون)
* جابهجایی ($d$): $\text{2 m}$ (متر)
* **فرمول کار:**
$$\text{کار} (W) = \text{نیرو} (F) \times \text{جابهجایی} (d)$$
$$\text{کار} (W) = \text{25 N} \times \text{2 m} = \text{50 N} \cdot \text{m}$$
* **واحد کار:** واحد کار **ژول** ($ ext{J}$) است. ($ ext{1 J} = \text{1 N} \cdot \text{m}$)
**پاسخ:** کاری که این شخص روی جعبه انجام میدهد، $\text{50}$ **ژول** است.
***
## ۲. مفهوم کار در زندگی روزمره
شکل دوم معمولاً دو روش جابهجایی را با هم مقایسه میکند: **کشیدن مستقیم** در مقایسه با استفاده از **سطح شیبدار** (مثلث قائمالزاویه).
* **برداشت از مفهوم کار:** در فیزیک، مقدار **کار انجام شده** برای جابهجایی جسم (بدون اصطکاک) در هر دو روش **یکسان** است، زیرا:
$$\text{کار} (W) = \text{نیرو} (F) \times \text{جابهجایی} (d)$$
در استفاده از سطح شیبدار (مثلث)، نیروی کمتری لازم است، اما جابهجایی (طول مسیر) بیشتر است، و این دو اثر همدیگر را خنثی میکنند تا کار کل یکسان بماند.
* **روش راحتتر (تجربی):** **استفاده از سطح شیبدار (روش دوم)** راحتتر است.
* **دلیل انتخاب:** گرچه کار کل یکسان است، اما در روش سطح شیبدار، شما باید **نیروی کمتری** وارد کنید. اعمال نیروی کم برای مدت طولانیتر، از نظر فیزیکی و تواناییهای بدن انسان، **آسانتر** از اعمال یک نیروی بسیار زیاد در یکلحظه است. بنابراین، سطح شیبدار یک **ماشین ساده** است که نیروی لازم را کاهش میدهد و جابهجایی جسم را "راحتتر" میکند. 💪