برای حل این سوال، باید کار نیروی محرک را محاسبه کنیم.
ابتدا باید ببینیم که این سیستم از چند قرقره تشکیل شده است و آیا مزیتی مکانیکی داریم یا خیر. با توجه به شکل، دو قرقره داریم.
**مزیت مکانیکی قرقرهها**:
در این حالتی که در شکل نشان داده شده، به نظر میرسد که نیروی مورد نیاز برای بلند کردن وزنه با مقداری کمتری از نیروی وزن که همان \(1000 \, نیوتن\) است، نیاز باشد. بنابراین، اگر نیروی اعمالی \(500 \, نیوتن\) باشد، مزیت مکانیکی برابر با:
مزیت مکانیکی = \(\frac{\text{وزن وزنه}}{\text{نیروی محرک}}\)
مزیت مکانیکی = \(\frac{1000 \, نیوتن}{500 \, نیوتن}\) = 2
مزیت مکانیکی نشان میدهد که سیستم دو برابر مفیدتر است. بنابراین، برای بلند کردن وزنه به اندازه 20 سانتیمتر:
جابجایی کل طناب = 2 × 20 سانتیمتر = 40 سانتیمتر = 0.4 متر
**محاسبه کار نیروی محرک**:
فرمول کار انجام شده توسط نیروی محرک (W) به صورت زیر است:
\[
W = F \times d
\]
که در آن:
- \( F \) نیروی اعمال شده است (500 نیوتن)
- \( d \) جابجایی طناب است (0.4 متر)
بنابراین:
\[
W = 500 \, \text{نیوتن} \times 0.4 \, \text{متر} = 200 \, \text{ژول}
\]
پاسخ: کار نیروی محرک برابر با 200 ژول است.
