تكنولوجيا في مصر: تمارين تطبيقية للمهندسين الشباب

1. الطاقة المستهلكة يومياً — نحسب الطاقة الكهربائية التي تستهلكها المكواة يومياً باستخدام العلاقة: الطاقة = القدرة × الزمن. لاحظ أن القدرة معطاة بالواط والزمن بالساعات، لذا نحصل على الطاقة بوحدة واط ساعة (Wh).
   $$E_{\text{jour}}=P\times t$$
2. الطاقة الشهرية — نضرب الطاقة اليومية بعدد الأيام في الشهر للحصول على الطاقة الشهرية الإجمالية.
   $$E_{\text{mois}}=E_{\text{jour}}\times n$$
3. تحويل إلى كيلوواط ساعة — نحول الطاقة من واط ساعة إلى كيلوواط ساعة بقسمة القيمة على 1000، لأن 1 كيلوواط ساعة = 1000 واط ساعة.
   $$E_{\text{kWh}}=\frac{E_{\text{mois}}}{1000}$$
4. حساب التكلفة الإجمالية — نضرب الطاقة الإجمالية بوحدة كيلوواط ساعة بسعر الكيلوواط ساعة الواحد للحصول على التكلفة الإجمالية.
   $$C_{\text{total}}=E_{\text{kWh}}\times \text{prix\_kWh}$$

$$13.50\text{EGP}$$

← التكلفة الشهرية لتشغيل المكواة هي 13.50 جنيه مصري.

1. تكلفة شحن هاتف واحد — نحسب تكلفة شحن هاتف واحد بضرب سعر الساعة في زمن الشحن.
   $$C_{\text{téléphone}}=\text{prix\_charge}\times t_{\text{charge}}$$
2. التكلفة الإجمالية — نضرب تكلفة الهاتف الواحد بعدد الهواتف للحصول على التكلفة الإجمالية.
   $$C_{\text{total}}=C_{\text{téléphone}}\times n_{\text{phones}}$$

$$12\text{EGP}$$

← التكلفة الإجمالية لشحن 3 هواتف لمدة ساعتين هي 12 جنيه مصري.

1. عدد الأعمدة — نحسب عدد الأعمدة اللازمة باستخدام العلاقة: عدد الأعمدة = طول الشارع ÷ المسافة بين الأعمدة + 1. نستخدم الدالة ceil() للتقريب للأعلى لأنك لا تستطيع تركيب عمود جزئي.
   $$n=\lceil \frac{L}{d}\rceil +1$$
2. التكلفة الإجمالية — نضرب عدد الأعمدة بسعر العمود الواحد للحصول على التكلفة الإجمالية.
   $$C_{\text{total}}=n\times \text{prix\_colonne}$$

← عدد الأعمدة اللازمة هو 11 عمود، والتكلفة الإجمالية 16500 جنيه مصري.

1. تحويل الاستهلاك إلى متر مكعب — نحول الاستهلاك اليومي من لتر إلى متر مكعب لأن السعر معطى للمتر المكعب.
   $$V_{{\text{m}}^3}=\frac{V_{\text{jour}}\times n_{\text{jours}}}{1000}$$
2. حساب التكلفة الأصلية — نضرب الاستهلاك الكلي بالمتر المكعب بسعر المتر المكعب الواحد.
   $$C_{\text{original}}=V_{{\text{m}}^3}\times \text{prix\_m3}$$
3. حساب الاستهلاك بعد التوفير — نضرب الاستهلاك الكلي في (1 - نسبة التوفير) للحصول على الاستهلاك بعد تركيب نظام تجميع مياه الأمطار.
   $$V_{\text{économie}}=V_{{\text{m}}^3}\times (1-\text{taux\_économie})$$
4. حساب التكلفة بعد التوفير — نضرب الاستهلاك بعد التوفير بسعر المتر المكعب للحصول على التكلفة الجديدة.
   $$C_{\text{après}}=V_{\text{économie}}\times \text{prix\_m3}$$

← التكلفة الأصلية 75 جنيه مصري، والتكلفة بعد التوفير 52.50 جنيه مصري.

1. تكلفة العداد العادي — نضرب الاستهلاك الشهري بسعر الكيلوواط ساعة للعداد العادي.
   $$C_{\text{normal}}=C_{\text{mensuel}}\times \text{prix\_normal}$$
2. الاستهلاك بعد التوفير مع العداد الذكي — نضرب الاستهلاك الشهري في (1 - نسبة التوفير) للحصول على الاستهلاك الفعلي بعد الوعي بالاستهلاك.
   $$C_{\text{smart}}=C_{\text{mensuel}}\times (1-\text{taux\_économie\_smart})$$
3. تكلفة العداد الذكي — نضرب الاستهلاك بعد التوفير بسعر الكيلوواط ساعة للعداد الذكي.
   $$C_{\text{total\_smart}}=C_{\text{smart}}\times \text{prix\_smart}$$
4. المقارنة واختيار الأفضل — نقارن بين تكلفة العداد العادي وتكلفة العداد الذكي ونختار الخيار الأقل تكلفة.
   $$C_{\text{normal}}\text{vs}{C}_{\text{total\_smart}}$$

$$\text{العداد الذكي أقل تكلفة:}171\text{EGP}\text{مقابل}180\text{EGP}$$

← العداد الذكي أقل تكلفة: 171 جنيه مقابل 180 جنيه للعداد العادي.

1. حجم الجسر — نحسب حجم الجسر باستخدام العلاقة: الحجم = الطول × العرض × السمك.
   $$V=L\times l\times e$$
2. كتلة الجسر — نضرب حجم الجسر بكثافة الخرسانة للحصول على الكتلة بالكيلوغرام.
   $$m=V\times \rho$$
3. تحويل الكتلة إلى طن — نحول الكتلة من كيلوغرام إلى طن بقسمة على 1000 لأن 1 طن = 1000 كغم.
   $$m_{\text{t}}=\frac{m}{1000}$$
4. تكلفة الخرسانة — نضرب كتلة الجسر بالطن بسعر الطن الواحد للحصول على التكلفة الإجمالية.
   $$C=m_{\text{t}}\times \text{prix\_tonne}$$

← كتلة الجسر 4800 طن، وتكلفة الخرسانة 2,880,000 جنيه مصري.

1. التوفير اليومي — نحسب التوفير اليومي بضرب استهلاك القرية اليومي في الفرق بين السعر القديم والجديد للماء.
   $$E_{\text{jour}}=C_{\text{jour}}\times (\text{prix\_ancien}-\text{prix\_nouveau})$$
2. التوفير السنوي — نضرب التوفير اليومي في عدد الأيام في السنة للحصول على التوفير السنوي.
   $$E_{\text{annuelle}}=E_{\text{jour}}\times n_{\text{jours}}$$
3. سنوات استرداد التكلفة — نقسم تكلفة إنشاء المصنع على التوفير السنوي للحصول على عدد السنوات اللازمة لاسترداد التكلفة.
   $$A_{\text{retour}}=\frac{\text{cout\_usine}}{E_{\text{annuelle}}}$$

← التوفير السنوي 1,095,000 جنيه مصري، ويستغرق استرداد التكلفة 45.65 سنة.

1. الطاقة المنتجة لكل متر مربع — نحسب الطاقة التي تنتجها مساحة 1 م² من الألواح الشمسية يومياً بضرب الإشعاع الشمسي بكفاءة الألواح.
   $$E_{{\text{m}}^2}=G\times \eta$$
2. المساحة اللازمة — نقسم الاستهلاك اليومي على الطاقة المنتجة لكل متر مربع للحصول على المساحة اللازمة لتغطية الاستهلاك.
   $$A=\frac{E_{\text{jour}}}{E_{{\text{m}}^2}}$$
3. برهان الكفاية — نحسب الطاقة الإجمالية المنتجة من المساحة المحسوبة ونقارنها بالاستهلاك اليومي. يجب أن تكون >= الاستهلاك.
   $$E_{\text{total}}=A\times E_{{\text{m}}^2}\ge E_{\text{jour}}$$

$$416.67{\text{m}}^2$$

← المساحة اللازمة 416.67 م²، وهي كافية لتغطية استهلاك المدرسة اليومي.