How does work...work? - Peter Bohacek

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Translator: Skalla Kamal Reviewer: Daban Q. Jaff

In Physics,

لە فیزیادا،

the concepts of work and power help us understand

چەمکەکانی کارو هێز یارمەتیمان دەدات بۆ تێگەیشتن لە کار

and explain lots of things in our universe.

و زۆر شت ڕوون دەکاتەوە لە گەردوونەکەماندا.

Let's start with work.

با دەست بە کار بکەین.

Positive work is the energy we put into a system,

کاری ئەرێنی ئەو وزەیەیە کە ئێمە دەیخەینە ناو سیستەمێک،

and negative work is energy that is transferred out.

کاری نەرێنیش وزەی گواستنەوەیە بۆ دەرەوە.

Think of positive work as money being added to your bank account,

بیر لە کاری ئەرێنی بکەوە وەک ئەوەی پارە زیاد بکرێت بۆ هەژمارە بانکیەکەت،

and negative work as money taken out.

کاری نەرێنیش وەک پارە دەرکراوەکەیە.

In the metric system,

لە سیستەمی مەتری،

work and energy are measured in Joules.

کار و وزە بە یەکەی جوڵ دەپێورێت.

As an example, let's take a beautiful, old, mechanical grandfather clock.

بۆ نموونە، کاتژمێرێکی جوان، کۆن و میکانیکی وەرگرین.

We transfer energy into the clock

وزە دەگوازرێتەوە بۆ کاتژمێر

when we turn the crank

کاتێک کە دەسوڕێتەوە

to raise the heavy metal cylinders inside the clock.

بۆ بەرز کردنەوەی لوولەی کانزای قورس لە ناو کاتژمێرەکە.

When we do this, we are doing positive work,

کاتێک ئەمە دەکەین، کاری ئەرێنی دەکەین،

adding energy to the clock,

زیاد کردنی وزە بۆ کاتژمێرەکە،

and that energy is stored as gravitational potential energy.

و ئەو وزەیە وەک وزەی توانای ڕاکێشانی هەڵگیراوە.

We can calculate the amount of work done by multiplying the force we apply

دەتوانین هەژماری بڕی کار بکەین ئەنجام دراوە بە لێکدانی ئەو هێزەی جێبەجێی دەکەین

times the distance over which we apply the force.

ئەو دوورییەمان بۆ دەبڕێت کە ئێمە ئەو هێزەی لە سەر جێبەجێ دەکەین.

To raise the metal cylinders,

بۆ بەرزکردنەوەی کانزای لوولەکە،

we need to apply a force equal to their weight.

پێویستە هێزێکی یەکسان بە کێشی ئەوان جێبەجێ بکەین.

That is, equal to the force of gravity

واتا، یەکسانە بە هێزی ڕاکێشان

pulling downward on the cylinders.

لە سەر لوولەکە بەرەو خوارەوە.

These cylinders weight 300 Newtons,

ئەم لوولە کێشی ۳٠٠ نیوتنە،

which is pretty heavy,

کە زۆر قورسە،

about as much as a small child,

بە نزیکەیی منداڵێکی بچوک،

and if we lift them 1/2 meter,

و ئەگەر ۱/۲ مەتر بەرزیان بکەنەوە،

then we do 300 Newtons

دواتر ۳٠٠ نیوتن

times 1/2 meter

کات ۱/۲ مەتر

or 150 Joules of work.

یان ۱٥٠ جوڵی کار.

Power is the rate at which energy is transferred.

هێز ئەو ڕێژەیە یە کە وزە لەچ بارێکدا دەگوازرێتەوە.

When we say rate,

کاتێک دەڵێین ڕێژە،

we mean the amount of energy transferred

مەبەستمان لە بڕی وزەی گواستراوەیە

per unit of time.

بۆ هەر یەکەیەکی کات.

In the metric system, power is measured in

لە سیستەمی مەتریدا، هێز دەپێورا بە

Joules per second,

جووڵ لە چرکەیەکدا،

or Watts.

یان واتس.

The term Watt goes back to James Watt,

واژەی وات دەگەڕێتەوە بۆ جەیمس وات،

who came up with the concept of horsepower

کە بیرۆکەی هێزی ئەسپی هێنا

to measure the amount of power

بۆ پێوانە کردنی بڕی هێز

produced by a typical work horse.

کە لە لایەن ئەسپێکی کاری ئاساییەوە بەرهەم هێنراوە.

James Watt was a producer of industrial steam engines,

جەیمس وات بەرهەم هێنەری بزوێنەری هەڵمی پیشەسازی بوو،

and he wanted his potential customers

و ئەو کڕیارە شاراوەکانی دەویست

to be able to make comparisons

تا بتوانێت بەراوردێک بکات

between his steam engines and a familiar quanity,

لە نێوان بزوێنەرە هەڵمییەکانی و چەندایەتییەکی ئاشنا،

the power they could get from a working horse.

ئەو هێزەی کە لە ئەسپێکی کارکەر دەیانتوانی بە دەستی بهێنن.

It was such a useful idea

بیرۆکەیەکی بەسوود بوو

that the metric system unit for power, the Watt,

کە یەکەی سیستەمی مەتری بۆ هێز، وات،

is named after James Watt.

ناوی جەیمس واتی لێنراوە.

Following in James Watt's footsteps,

شوێن پێی جەیمس وات،

let's compare the amount of power it takes

بە بەراوردی ئەو توانایە بکەین کە دەیەوێت

to run this grandfather clock

بۆ بەڕێوەبردنی ئەم کاتژمێرەی باپیرە

to the power we'd need to run

بۆ ئەو هێزەی کە پێویستە ڕابکەین

a bright, 100-Watt light bulb.

گڵۆپێکی گەشی ۱٠٠ وات.

We can measure the power a person uses

دەتوانین پێوەری هێزەکە بکەین کە

to wind the clock

کەسێک بە کاری دەهێنێت بۆ خولانەوەی کاتژمێرەکە

by dividing the amount of work they did

بە بەشکردنی ئەو ڕێژە کارەی ئەنجامیان داوە

by the time it took them to do it.

کاتێک کە پێی دەکردن.

If it takes 1 minute, or 60 seconds,

ئەگەر ۱ خولەک، یان ٦٠ چرکە بخایەنێت،

to lift the weights,

بۆ بەرزکردنەوەی قورساییەکان،

then they are doing 150 Joules

پاشان ئەوان ۱٥٠ جوڵ دەکەن

divided by 60 seconds,

دابەشی کرد بە ٦٠چرکە،

or 2.5 Joules per second of work.

یان ۲.٥ جوڵ لە چرکەیەکی کارکردندا.

They are adding energy to the clock

وزە زیاد دەکەن بۆ کاتژمێرەکە

in the rate of 2.5 Watts.

بە ڕێژەی ۲.٥ وات.

You would need about 40 times as much

پێویستت بە ٤٠ ئەوەندەیە

to run a bright, 100-Watt light bulb.

بۆ ئەوەی گڵۆپێکی ۱٠٠ واتی ڕووناک، کارپێ بکەیت.

Before we let the clock run,

پێش ئەوەی کاتژمێرەکە بڕوات،

the energy is stored

وزەکە خەزن کراوە

as gravitational potential energy of the cylinders.

وەک وزەی توانای ڕاکێشانی لوولەکان.

It's like your bank account

وەک حسابی بانکیت وایە

when you have just deposited money.

کاتێک پارەت دانا.

But if we let the clock run,

بەڵام ئەگەر ڕێگە بە کاتژمێرەکە بدەین،

the cylinders slowly move downward.

لوولەکان بە هێواشی بەرەو خوارەوە دەڕۆن.

Energy is leaving the clock.

وزە کاتژمێرەکە جێدێڵێت.

In fact, when the cylinders get to the bottom,

لە ڕاستیدا، کاتێک لوولەکان دەکەونە خوارەوە،

all the energy that we put in will have left.

هەموو ئەو وزەیەی کە داماننابوو بەجێما.

So how much power does the clock use?

کەواتە کاتژمێرەکە چەند هێز بەکار دەهێنێت؟

That is, how many Joules of energy per second leave the clock

واتا، چەند جوڵە وزە لە چرکەیەکدا کاتژمێرەکە جێدێڵن

if it takes 5 days for the cylinders to return to their original position?

ئەگەر ٥ ڕۆژ بخایەنێت بۆ گەڕانەوەی لوولەکان بۆ شوێنی بنەڕەتی خۆیان؟

We can figure this out

دەتوانین ئەمە بزانین

because we already know how much work we did

چونکە ئێمە دەزانین چەند کارمان کرد

when we lifted the cylinders:

کاتێک لوولەکەمان بەرز کردەوە:

150 Joules.

۱٥٠ جوڵ.

But this time, it took 5 days rather than a minute.

بەڵام ئەمجارە، ٥ ڕۆژی خایاند نەک خولەکێک.

Five days is 5 times 24

پێنج ڕۆژ ٥جار ۲٤

times 60

٦٠جار

times 60 again

دووبارە ٦٠ جار

or 432,000 seconds.

یان ٤۳۲,٠٠٠ چرکە.

So we divide the work done by the time

بۆیە ئەو کارە دابەشدەکەین بە پێی کات ئینجا

and find the answer of about 0.00035 Joules per second,

وەڵامی٠٫٠٠٠٣٥ جوڵ لە چرکەیەکدا بدۆزنەوە،

or about 0.35 milliwatts.

یان نزیکەی ٠,۳٥ مللیوات.

That's a tiny amount of power.

ئەوە بڕێکی زۆر زۆرە.

This clock uses so little power

ئەم کاتژمێرە هێزی زۆر کەم بەکاردەهێنێت

that you could run almost 300,000 clocks

کە دەتوانی ۳٠٠,٠٠٠ کاتژمێر ڕابکەیت

using the same power it takes to run one 100-Watt light bulb.

بە بەکارهێنانی هەمان هێز کە دەتوانێت گڵۆپێکی ١٠٠- وات بخاتە کار.

That's right, you could run a clock in every house

ڕاستە، دەتوانیت لە هەموو ماڵێک کاتژمێر

in a medium sized city with that much power.

بە کاربهێنیت لەشارێکی قەبارە مامناوەنددا بەو هێزە زۆرە.

That's a pretty amazing conclusion

ئەوە دەرئەنجامێکی زۆر سەرسوڕهێنەرە

and it took knowledge of work

و زانیاری وەرگرت لە کار

and power to figure it out.

و هێز بۆ ئەوەی بیدۆزمەوە.