تم إلغاء تنشيط البوابة. يُرجَى الاتصال بمسؤول البوابة لديك.

فيديو السؤال: طاقة وضع الجاذبية الفيزياء

طاقة وضع الجاذبية لجسم موجود عند نقطة أعلى سطح الأرض تساوي ‪2352 J‬‏. كتلة الجسم ‪20 kg‬‏. كم يبعد الجسم عن سطح الأرض؟

٠٢:٣٠

‏نسخة الفيديو النصية

طاقة وضع الجاذبية لجسم موجود عند نقطة أعلى سطح الأرض تساوي 2352 جول. كتلة الجسم 20 كيلوجرامًا. كم يبعد الجسم عن سطح الأرض؟

حسنًا، دعونا نرسم رسمًا توضيحيًّا سريعًا لهذا الوضع. لنقل إن هذا هو الجسم الذي نتحدث عنه. وهذا هو سطح الأرض. وعلمنا من المعطيات أن كتلة هذا الجسم تساوي 20 كيلوجرامًا، وأن له مقدارًا معينًا من طاقة وضع الجاذبية. بناء على هذه المعطيات، نريد إيجاد المسافة التي يبعدها الجسم عن سطح الأرض، ويمكننا أن نسميها ‪ℎ‬‏.

لكي نبدأ العمل على حل المسألة، دعونا نتذكر العلاقة الرياضية لطاقة وضع الجاذبية. يمكننا اختصارها بـ ‪GPE‬‏. وهي تساوي كتلة الجسم مضروبة في عجلة الجاذبية لمجال الجاذبية الموجود به الجسم مضروبة في ارتفاعه ‪ℎ‬‏ فوق مستوى معين. في هذا المعادلة، تعتمد قيمتا ‪𝑚‬‏ و‪ℎ‬‏ على الحالة التي لدينا. أما ‪𝑔‬‏، من ناحية أخرى، فإن قيمتها ثابتة ما دمنا على سطح الأرض أو عند نقطة قريبة منه. وسنتعامل معها على أنها تساوي بالضبط 9.8 أمتار لكل ثانية مربعة.

إذا كتبنا هذه المعادلة للحالة التي لدينا، يمكننا القول إننا نعرف قيمة ‪GPE‬‏؛ لأنها معطاة لنا في نص المسألة. ونعرف قيمة ‪𝑚‬‏ أيضًا من المعطيات. أما قيمة ‪ℎ‬‏، التي ترمز إلى ارتفاع الجسم عن سطح الأرض، فهي المطلوب منا إيجادها. يمكننا إعادة ترتيب هذه المعادلة جبريًّا لكي يكون ‪ℎ‬‏ مساويًا لطاقة وضع الجاذبية لهذا الجسم مقسومة على كتلته في الجاذبية. وعند هذه المرحلة، يمكننا البدء في التعويض عن هذه الحدود.

بالنسبة إلى ‪GPE‬‏، سنعوض عنها بـ 2352 جول. وبالنسبة إلى ‪𝑚‬‏، كتلة الجسم، سنعوض عنها بـ 20 كجم، وبالنسبة إلى ‪𝑔‬‏، عجلة الجاذبية، فستكون 9.8 أمتار لكل ثانية مربعة.

عند إدخال هذا التعبير على الآلة الحاسبة، نجد أن النتيجة تساوي 12 مترًا، لأقرب رقمين معنويين. هذا هو إذن ارتفاع الجسم عن سطح الأرض.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.