Page 173 - STEEM2021
P. 173
الف�صل الخام�س :اكت�شاف ا آللات الب�سيطة بالحركة الإبداعية
.3ال�سطح المنحدر
لرف�ع ج�س�م �إلى ارتفاع معين ،يجب القيام بعمل ما مقابل ق�وة الجاذبية ،لذلك ،ف�إن مقدار العمل
ال�ذييتمتنفيذهي�س�اوي«قوةالجاذبية(الوزن)»م�ضرو ًبافي«الم�س�افةالت�يتمرفعها».ف إ�ذاتم
تنفي�ذ الق�وة مبا�ش�رة�،أي إ�لى الأعلى مبا�ش�رة ،فيجب الت أ�ثير بقوة مكافئة لوزن الج�س�م للارتفاع
الكامل ،وهذا �صعب .على الرغم من ذلك� ،إذا كان ب�إمكانك ن�شر قوة دفعتك على م�سافة أ�طول مع
الا�ستمرار في رفع الوزن إ�لى الارتفاع نف�سه ،فقد قمت بتنفيذ المقدار نف�سه من الجهد الإجمالي،
ولكنبقوة أ�قلبكثير،وهذههيميزةال�سطحالمنحدر،كماهومو�ضحفيال�شكل.10وبما�أنالوزن
ت�م رفعه إ�لى أ�على ،فيتم تعيين «الجهد الخارج» لل�س�طح المنحدر ليك�ون «الجهد الخارج = الوزن
Xالارتف�اع» ،كم�ا �أن مق�دار الجه�د الذي ننجزه هو «الجه�د الداخل= قوة الدفع Xطول ال�س�طح
المنحدر»،فيمانجد�أنالميزةالميكانيكيةلل�سطحالمنحدرهي«طولالمنحدر÷ الارتفاع»وذلك
نظ� ًرا لأن «الجه�د الداخل= الجهد الخارج» ،لذا ،كلما كان ال�س�طح المنحدر �أطول ،كانت الميزة
الميكانيكية هي �أن قوة الدفع المطلوبة أ�قل ،على الرغم من ذلك ،تحتاج إ�لى الدفع لم�سافة �أطول.
وبربطهذاالمفهوممعالحركةا إلبداعية أ�والرق�صيمكن أ�نيكونله�صلةبالقفزفيالهواءلأعلى.
ل َم لا يمكننا القفز إ�لى الدور الثاني من المبنى لكن يمكننا �صعود الدرج ب�سهولة �أو ا�ستخدام �سطح
منحدرللو�صول إ�لىهناك؟مقدارالقوةالمطلوبةللقفز إ�لى أ�على�أكبرممايمكنلقدمينا�أنتقدمه،
لذافالمقاي�ضةفي�صعودالدرجهو�أننا�سنحتاجلل�سيرلم�سافة أ�طولمن�أجلالو�صول�إلىهناك.
ال�شكل .10ال�سطح المنحدر ،يمكنك إ�جراء مقدار العمل نف�سه من خلال )1( :رفع وزن مبا�شرة
مقابلقوةالجاذبية�،أو()2الدفعبمقدارقوة�أقللم�سافة أ�طوللكنيبقىالوزنمرفو ًعاللارتفاع
نف�س�ه .والميزة الميكانيكية لل�س�طح المنحدر الب�س�يط هي �أن م�سافة ال�س�طح المنحدر مق�سمة
130
