تمارين في التكنولوجيا: تطبيقات عملية لمهندسي المستقبل في مصر

1. حساب الوزن — أولاً، احسب وزن قطعة الحديد باستخدام العلاقة الفيزيائية الأساسية.
   $$W=m\times g$$
2. تطبيق قانون الروافع — بعد ذلك، طبق قانون الروافع لحساب القوة اللازمة. تذكر أن عزم القوة يجب أن يساوي عزم المقاومة.
   $$F\times L_1=W\times L_2$$
3. حل المعادلة — أخيراً، حل المعادلة لإيجاد القوة اللازمة.
   $$F=\frac{W\times L_2}{L_1}$$

$$F=654\text{N}$$

← القوة اللازمة لرفع قطعة الحديد هي 654 نيوتن تقريباً

1. حساب العدد — استخدم العلاقة الرياضية لحساب عدد الأدوات التي يمكن شراؤها بالمبلغ المتوفر.
   $$n=\frac{\text{total\_cost}}{\text{unit\_price}}$$
2. التحقق من النتيجة — تحقق من أن ضرب عدد الأدوات في سعر الوحدة يعطيك المبلغ الإجمالي.
   $$120\times n=1500$$

$$n=12$$

← اشترى محمد 12.5 أداة، لكن بما أن الأدوات تباع كاملة، اشترى 12 أداة ودفع 1440 جنيه، остаток 60 جنيه

1. حساب الشغل — احسب الشغل المبذول لرفع الدلو باستخدام العلاقة الأساسية للشغل.
   $$W=F\times d$$
2. حساب القدرة — بعد ذلك، احسب القدرة المستهلكة باستخدام العلاقة بين الشغل والزمن.
   $$P=\frac{W}{t}$$

$$W=150\text{J},P=15\text{W}$$

← الشغل المبذول هو 150 جول، والقدرة المستهلكة هي 15 وات

1. حساب تكلفة المكالمات — احسب التكلفة الإجمالية للمكالمات الشهرية بناءً على عدد المكالمات ومدة كل مكالمة.
   $$total\_call\_cost=call\_cost\times calls\_per\_month\times call\_duration$$
2. المقارنة مع الإنترنت — قارن بين التكلفة الإجمالية للمكالمات وتكلفة الاشتراك في الإنترنت.
   $$is\_internet\_cheaper=(total\_call\_cost>internet\_cost)$$

$$\text{التكلفة الإجمالية للمكالمات}=250\text{EGP},\text{الإنترنت أرخص بمقدار}50\text{EGP}$$

← التكلفة الإجمالية للمكالمات هي 250 جنيه، لذلك الإنترنت أرخص بمبلغ 50 جنيه شهرياً

1. حساب التغير في الطاقة الحركية — احسب التغير في الطاقة الحركية للبخار بين المدخل والمخرج.
   $$\mathrm{\Delta }KE=\frac{1}{2}m\_dot(v_1^2-v_2^2)$$
2. حساب الطاقة الحرارية المتحولة — احسب الطاقة الحرارية التي فقدها البخار أثناء انخفاض درجة حرارته.
   $$Q=m\_dot\times c\times \mathrm{\Delta }T$$
3. حساب القدرة الكلية — اجمع التغيرين للحصول على القدرة الكلية الناتجة عن التوربين.
   $$P=\mathrm{\Delta }KE+Q$$

$$P=842\text{kW}$$

← القدرة الناتجة عن التوربين هي 842000 وات أو 842 كيلووات

1. حساب كمية المياه لكل هكتار شهرياً — احسب كمية المياه المتوفرة لكل هكتار من مساحة المزرعة.
   $$V\_per\_ha=\frac{V\_total}{A}$$
2. حساب معدل السريان اليومي — اقسم كمية المياه لكل هكتار على عدد أيام الشهر للحصول على معدل السريان اليومي.
   $$Q=\frac{V\_per\_ha}{days\_in\_month}$$

$$Q=16.67{\text{m}}^3/\text{ha}\cdot \text{day}$$

← معدل السريان اللازم هو 16.67 متر مكعب لكل هكتار يومياً

1. حساب الطاقة المفيدة — احسب الطاقة المفيدة الناتجة عن حرق لتر ديزل واحد باستخدام كفاءة المحرك.
   $$E\_useful=energy\_per\_liter\times \eta \_engine$$
2. حساب انبعاثات CO2 لكل كيلووات ساعة — اقسم انبعاثات CO2 على الطاقة المفيدة للحصول على الانبعاثات لكل كيلووات ساعة.
   $$CO2\_per\_kWh=\frac{CO2\_per\_liter}{E\_useful}\times 0.2778$$

$$\text{ديزل:}0.25\text{kg/kWh},\text{كهرباء:}0\text{kg/kWh}$$

← تنبعث 0.25 كجم من CO2 لكل كيلووات ساعة في الشاحنة العاملة بالديزل، بينما لا تنبعث أي انبعاثات تقريباً في الشاحنة الكهربائية

1. حساب COP الفعلي — احسب معامل الأداء الفعلي للنظام باستخدام البيانات المتوفرة.
   $$COP=\frac{Q\_removed}{P\_input}$$
2. حساب COP المثالي — احسب COP المثالي باستخدام درجات الحرارة الخارجية والداخلية.
   $$COP\_ideal=\frac{T\_cold+273.15}{T\_hot-T\_cold}$$
3. تقييم الكفاءة — قارن بين COP الفعلي والمثالي لتقييم مدى كفاءة النظام.
   $$\text{Efficiency}=\frac{COP}{COP\_ideal}\times 100\%$$

$$COP=3,COP\_ideal=19.3$$

← معامل الأداء الفعلي هو 3، بينما COP المثالي هو 19.3، مما يشير إلى أن النظام يعمل بكفاءة منخفضة