نسخة الفيديو النصية
زورق في حالة سكون على سطح بحيرة تبلغ كتلته 665 كيلوجرامًا. تحرك الزورق بعجلة حتى أصبحت طاقة حركته 340480 جول. بعد تحرك الزورق بعجلة، ما سرعته في اتجاه قارب ساكن يوجد أمامه مباشرة؟
دعونا نبدأ برسم شكل. هذا هو الزورق المذكور في السؤال. تتضمن المعطيات أن له كتلة ممثلة بـ 𝑚 تساوي 665 كيلوجرامًا. بدأ الزورق من حالة السكون ثم تحرك بعجلة لبعض الوقت حتى أصبحت طاقة حركته 340480 جول. إنه يتحرك الآن في اتجاه قارب ساكن يوجد أمامه مباشرة. نريد أن نعرف المعدل الذي يتحرك به أو سرعته التي يمثلها الحرف 𝑣. دعونا نتذكر أن بإمكاننا حساب طاقة الحركة لجسم باستخدام المعادلة: نصف 𝑚𝑣 تربيع؛ حيث 𝑚 كتلته و𝑣 سرعته. في هذا السؤال، نريد إيجاد سرعة الزورق؛ لذا سنكتب المعادلة مرة أخرى ونعيد ترتيبها لجعل 𝑣 في طرف بمفردها.
أولًا: سنضرب الطرفين في اثنين على 𝑚. بهذه الطريقة، تحذف الاثنان مع النصف في الطرف الأيمن، وتحذف الكتلة أيضًا. الآن، بكتابة هذا كتابة منظمة، نجد أن لدينا اثنين في طاقة الحركة على الكتلة يساوي السرعة تربيع. كل ما علينا فعله الآن للحصول على 𝑣 هو أخذ الجذر التربيعي لطرفي المعادلة وتبديل طرفي المعادلة بحيث تكون 𝑣 في الطرف الأيسر. يصبح لدينا السرعة تساوي الجذر التربيعي لاثنين في طاقة الحركة على الكتلة. وبما أن لدينا بالفعل قيمتي المتغيرين في الطرف الأيمن للمعادلة معبرًا عنهما بالوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات، فبإمكاننا الآن التعويض بهما.
لكن قبل أن نحسب، دعونا نتأكد من أن الوحدات ستكون صحيحة. علينا أن نتذكر أن وحدة الجول تساوي كيلوجرام متر مربع لكل ثانية مربعة. ومن ثم، إذا كتبناها على هذا النحو في المعادلة، فسنلاحظ أن وحدة الكيلوجرام تحذف من البسط والمقام، وهو ما يعطينا مترًا مربعًا لكل ثانية مربعة فقط داخل الجذر أو مترًا لكل ثانية فقط في الإجابة النهائية. يمكننا الآن أن نجري العملية الحسابية. الجذر التربيعي لاثنين في 340480 على 665 يساوي 32 بالضبط، وبذلك نكون قد توصلنا إلى الإجابة.
إذن، بعد تحرك الزورق بعجلة، فإنه يتحرك في اتجاه القارب الساكن بسرعة 32 مترًا لكل ثانية.
