الإجابة الصحيحة: خطأ

المفهوم الفيزيائي: عندما تسير سيارة بسرعة ثابتة على أرض أفقية، فإن طاقة حركتها لا تتغير (لأن السرعة ثابتة) وطاقة وضعها لا تتغير (لأن الارتفاع ثابت). في هذه الحالة، الشغل الذي يبذله المحرك لا يُخزن كطاقة (لا تستفيد منه السيارة)، بل يُستهلك بالكامل في التغلب على قوى المقاومة مثل الاحتكاك ومقاومة الهواء.

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): بمجرد أن تقرأ "سرعة ثابتة" و "أرض أفقية"، استنتج فوراً أن طاقة السيارة لا تتغير. بما أن الطاقة لا تتزايد، فلا توجد "استفادة" من الشغل على شكل طاقة مخزنة.

خطوات الحل:

• السرعة ثابتة $\Rightarrow$ التغير في طاقة الحركة = صفر.
• الأرض أفقية $\Rightarrow$ التغير في طاقة الوضع = صفر.
• النتيجة: الشغل المبذول من المحرك = الشغل المبذول ضد المقاومة.

⚠️ انتبه (Trick): كلمة "تستفيد" تعني أن الشغل يتحول إلى طاقة مخزنة.

الإجابة الصحيحة: صح

المفهوم الفيزيائي: على الرغم من أن التعريف الأساسي للقدرة هو معدل بذل الشغل بالنسبة للزمن، إلا أنه يمكن حساب "القدرة اللحظية" لجسم يتحرك بتسارع (سرعة غير منتظمة) عند أي لحظة زمنية عن طريق حاصل ضرب القوة المؤثرة في سرعته اللحظية في تلك اللحظة ($P = Fv$).

💡 للحل السريع (الحدس والاستبعاد): العلاقة الرياضية للقدرة هي القوة $\times$ السرعة. هذا القانون يصف حالة الجسم في أي "لقطة" زمنية. طالما لدينا قيمة للقوة وقيمة للسرعة في لحظة ما، يمكننا حساب القدرة، سواء كانت السرعة ستتغير في اللحظة التالية (غير منتظمة) أو ستبقى ثابتة.

⚠️ انتبه (Trick): من الأخطاء الشائعة جداً الاعتقاد بأن القانون ($P = Fv$) يُطبق فقط عندما تكون السرعة ثابتة (لأنه مستنتج من المسافة على الزمن). الكتاب المدرسي نص صراحة على صحة هذا التعميم للسرعات غير المنتظمة.

الميكانيكا، الفصل الخامس: الشغل والطاقة والقدرة، الدرس 5-5، الصفحة: 82

الإجابة الصحيحة: خطأ

المفهوم الفيزيائي: وحدة الواط ($W$) هي وحدة القدرة وتعادل جول/ثانية. الجول هو نيوتن$\,\cdot\,$متر. النيوتن هو $\mathrm{kg \cdot m \cdot s^{-2}}$.

خطوات الحل:

• فك وحدة الواط ($W$): $W = \mathrm{J/s} = \mathrm{N \cdot m/s} = \mathrm{kg \cdot m^2 \cdot s^{-3}}$.
• نعوض في الكسر المعطى: $\frac{(\mathrm{kg \cdot m^2 \cdot s^{-3}}) \cdot \mathrm{s^{-2}}}{\mathrm{kg \cdot m}}$.
• بالتبسيط نجد: $\frac{\mathrm{kg \cdot m^2 \cdot s^{-5}}}{\mathrm{kg \cdot m}} = \mathrm{m \cdot s^{-5}}$.
• الناتج لا يعادل $\mathrm{m \cdot s^{-1}}$ (وحدة السرعة)، فالعبارة خاطئة.

الإجابة الصحيحة: صح

🧠 المفهوم الفيزيائي: تُعرف القدرة بأنها معدل بذل الشغل بالنسبة للزمن ($P = \frac{W}{t}$). بما أن الشغل يُقاس بالجول ($J$) والزمن بالثانية ($s$)، فإن وحدة القدرة هي جول/ثانية ($J/s$)، والتي يمكن كتابتها رياضياً بصيغة الأسس المقلوبة ($J \cdot s^{-1}$). وهذه الوحدة تكافئ الوات ($W$).

🏭 هندسة الواقع: عندما تشتري مضخة مياه (بومبة) لمنزلك، فإنك تدفع ثمن "القدرة" وليس الطاقة. القدرة تحدد مدى سرعة المضخة في نقل الماء من الخزان السفلي للعلوي. المضخة الأقوى تنجز نفس الشغل في زمن قياسي أقصر!