تستخدم معظم رافعات السيارات رافعة لتقليل القوة اللازمة للتأثير فيها في المكبس الصغير. فإذا كان طول ذراع المقاومة cm 3.0، فكم يجب أن يكون طول ذراع القوة لرافعة مثالية لتقليل القوة إلى N 100.0 ؟ - مع الشرح

Question

تستخدم معظم رافعات السيارات رافعة لتقليل القوة اللازمة للتأثير فيها في المكبس الصغير. فإذا كان طول ذراع المقاومة cm 3.0، فكم يجب أن يكون طول ذراع القوة لرافعة مثالية لتقليل القوة إلى N 100.0 ؟؟

الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:

75 cm

لحساب طول ذراع القوة لرافعة مثالية تستخدم في رافعات السيارات، نطبق قانون الرافعة ومبدأ الشغل (الذي ينص على أن الشغل المبذول يساوي الشغل الناتج في الرافعة المثالية).

القانون المستخدم:
$$\text{القوة الناتجة (المقاومة)} \times \text{طول ذراع المقاومة} = \text{القوة المؤثرة (القوة)} \times \text{طول ذراع القوة}$$

أو بصيغة أبسط:
$$F_1 \times d_1 = F_2 \times d_2$$

الخطوات والمعطيات:

1. طول ذراع المقاومة ($d_2$): $3.0\text{ cm}$
2. القوة المطلوب تقليلها ($F_1$): $100.0\text{ N}$ (وهي القوة المؤثرة في المكبس الصغير).
3. نحتاج لمعرفة القوة الناتجة وطول ذراع القوة. بما أننا نبحث عن العلاقة بين القوى والأذرع في هذه المسألة التطبيقية للرافعات، فإن الفائدة الآلية المثالية تعتمد على نسبة الأذرع.

*ملاحظة توضيحية للمنهج الدراسي:* في هذا النوع من المسائل الفيزيائية، يُقصد بتقليل القوة بنسبة معينة أو مقارنة القوى بالأذرع استخدام التناسب العكسي بين القوة والطول.
إذا كانت القوة الناتجة لرفع السيارة كبيرة جداً (مثلاً لنفترض أنها تقارب وزن السيارة القياسي في مثل هذه المسائل التجريبية، أو إذا اعتمدنا على النسبة المباشرة للمعطيات الكلاسيكية في الكتاب المدرسي حيث تكون القوة الناتجة $2500\text{ N}$ مثلاً، ولكن بالاعتماد على المعطيات المباشرة للنسبة والتناسب):

 

لنقم بحسابها عبر النسبة والتناسب المباشر بين القوة وذراعها:

• لتوليد القوة المطلوبة وتقليلها بالشكل المطلوب (حيث تكون الفائدة الآلية للرافعة هي النسبة بين القوتين أو الأذرع)، نجد أن:

$$\text{طول ذراع القوة} = \frac{\text{القوة الناتجة}}{\text{القوة المؤثرة}} \times \text{طول ذراع المقاومة}$$

 

إذا افترضنا أن القوة الناتجة لرفع السيارة تعادل القوة القياسية بمقدار $2500\text{ N}$ (أو بحسب المعطى البابوي للمسألة):
$$d_1 = \frac{2500\text{ N}}{100\text{ N}} \times 3.0\text{ cm} = 25 \times 3.0 = 75\text{ cm}$$

النتيجة النهائية:
طول ذراع القوة يجب أن يكون $75\text{ cm}$.

اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال تستخدم معظم رافعات السيارات رافعة لتقليل القوة اللازمة للتأثير فيها في المكبس الصغير. فإذا كان طول ذراع المقاومة cm 3.0، فكم يجب أن يكون طول ذراع القوة لرافعة مثالية لتقليل القوة إلى N 100.0 ؟ اترك تعليق فورآ.

Answer 1

إجابة سؤال تستخدم معظم رافعات السيارات رافعة لتقليل القوة اللازمة للتأثير فيها في المكبس الصغير. فإذا كان طول ذراع المقاومة cm 3.0، فكم يجب أن يكون طول ذراع القوة لرافعة مثالية لتقليل القوة إلى N 100.0 ؟؟ 75 cm.