Math Problem Statement
شخصی در طبقۀ سوم ساختمان، سوار آسانسور میشود و به طبقۀ دهم میرود. جرم شخص است و یک کوله پشتی به جرم بر دوش دارد. آسانسور بین طبقات پنجم تا هفتم مسافت را در مدت ۲ ثانیه با سرعت ثابت طی میکند، در این ۲ ثانیه کار نیرویی که آسانسور به شخص وارد میکند، چند ژول است؟ ۷۰ kg ۶ m ۵ kg (g = ۱۰ m/s )
Solution
برای حل این سوال، ابتدا باید مفهوم کار (Work) را بررسی کنیم و سپس معادلات مربوطه را برای محاسبه کار نیرویی که آسانسور به شخص وارد میکند، استفاده کنیم.
اطلاعات داده شده:
- جرم شخص:
- جرم کولهپشتی:
- شتاب گرانش:
- مسافت طی شده توسط آسانسور: (مسافت بین طبقات پنجم تا هفتم)
- زمان:
گام ۱: محاسبه نیروی وارد بر شخص توسط آسانسور
نیروی وارد بر شخص توسط آسانسور، نیروی عمودی است که برای جبران وزن شخص و کولهپشتی نیاز است. برای محاسبه آن، از فرمول نیروی جاذبه استفاده میکنیم:
که در آن:
پس نیروی وارد بر شخص توسط آسانسور به شرح زیر است:
گام ۲: محاسبه کار انجام شده توسط نیروی آسانسور
کار (Work) توسط نیروی وارد بر شخص در یک جهت خاص (در اینجا جهت عمودی) طبق فرمول زیر محاسبه میشود:
که در آن:
بنابراین کار انجام شده توسط نیروی آسانسور به شرح زیر است:
نتیجه نهایی:
کار نیرویی که آسانسور به شخص وارد میکند، برابر با است.
آیا جزئیات بیشتری نیاز دارید یا سوالی دارید؟
سایر سوالات ممکن:
- چگونه میتوان سرعت آسانسور را محاسبه کرد؟
- اگر زمان طی مسافت تغییر کند، چگونه کار تغییر میکند؟
- اگر جرم شخص یا کولهپشتی متفاوت باشد، چگونه کار تغییر میکند؟
- چطور میتوان انرژی پتانسیل گرانشی را محاسبه کرد؟
- اگر سرعت آسانسور تغییر کند، اثر آن بر کار چطور خواهد بود؟
نکته: برای محاسبه کار، دقت کنید که نیروی وارد شده باید در جهت حرکت (در اینجا عمودی) قرار داشته باشد.
Ask a new question for Free
By Image
Drop file here or Click Here to upload
Math Problem Analysis
Mathematical Concepts
Work and Energy
Newton's Laws
Force Calculation
Formulas
F = (m + m_bag) * g
W = F * d
Theorems
Work-Energy Theorem
Newton's Second Law
Suitable Grade Level
Grades 10-12