برای حل این سوال باید از قانون پایستگی انرژی استفاده کنیم.
ابتدا توجه کنید که در سیستم قرقرهای، کار انجام شده توسط نیروی ورودی (\(F\)) برابر با کار انجام شده بر روی جسم (\(W\)) است به شرطی که اصطکاک وجود نداشته باشد.
توان ورودی به قرقره برابر است با:
\[
W_{in} = F \times d
\]
که در آن:
- \(F = 5 \, \text{N} \) (نیروی وارد شده)
- \(d = 2 \, \text{متر}\) (مسافت طی شده توسط طناب)
از طرفی توان خروجی از قرقره برابر است با:
\[
W_{out} = R \times h
\]
در اینجا:
- \(R\) نیروی مقاوم یا وزن جسم است
- \(h\) جابجایی وزنه است
برای شرایط ایدهآل (بدون اتلاف انرژی):
\[
W_{in} = W_{out}
\]
بنابراین:
\[
F \times d = R \times h
\]
با جایگزینی مقادیر داده شده:
\[
5 \times 2 = R \times h
\]
\[
10 = R \times h
\]
حال اگر \(R\) نیروی مقاوم برابر با وزن جسم باشد و \(h\) جابجایی وزنه، میتوان مقدار جابجایی وزنه را بر اساس نیروی مقاوم مشخص نمود.
در این شرایط خاص و بدون اطلاعات اضافی درباره نیروی مقاوم \(R\)، نمیتوان دقیقا مقدار \(h\) جابجایی را محاسبه کرد. اطلاعات بیشتری در مورد وزنه برای جابجایی نیاز است.
