Climb the Stairs — Same Work, Your Choice of Time
بئر سلّم وساعة الإيقاف مدمجة فيه. قلبة سلّم من ستّ عشرة درجة، ارتفاعها الرأسي 3.20 م، ومتسلّق كتلته مثبّتة عند 60.0 كجم على الميزان عند أسفل السلّم. انقر لتصعد درجة؛ وكلما أسرعت النقر أسرع الصعود. تبدأ الساعة مع خطوتك الأولى وتتوقف مع الأخيرة، ويظهر بعدها في الجدول صفٌّ فيه ثلاثة أرقام، اثنان منها لا يتغيّران أبدًا.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- «انقر لتصعد درجة» — الأداة الوحيدة. نقرة واحدة تساوي درجة واحدة، ولا تُحسب النقرة التالية قبل أن تكتمل الخطوة، فلا يمكن أن تُسجّل زمنًا مستحيلًا
- بلوغ القمة يسجّل الصعدة ويعرض عليك النزول من جديد لمحاولة أخرى
- اسحب في أي مكان من المشهد لتدوير بئر السلّم
ما الذي تلاحظه
- عمود الشغل يقرأ 1.88 كيلوجول في كل صف. ولا يتحرّك إلا عمودا الزمن وW/t
- اصعدها مرة ببطء ومرة بسرعة، فتكون نسبة القدرتين هي المقلوب التام لنسبة الزمنين
- البُعد البنفسجي يعلّم 3.20 م من الارتفاع الرأسي، والرمادي يعلّم 5.50 م التي تمشيها فعلًا. والأول وحده هو الذي يدخل في mgh
- حاول أسرع صعدة ممكنة وانظر كم عُشرًا من الثانية يفصل بين محاولاتك — ولهذا يوقَّت كل صعود مرّتين ويُؤخذ المتوسط في القياس الحقيقي
الفيزياء وراءها
الشغل الذي تبذله في رفع نفسك هو W = mgh = 60.0 × 9.8 × 3.20 = 1881.6 جول ≈ 1.88 كيلوجول. وh في هذه العلاقة هو الارتفاع الذي كسبته لا المسافة التي مشيتها: فالسلّم طوله 5.50 م على الميل و3.20 م فقط رأسيًا، والذي يُحسب هو الـ3.20 م. فكل صعدة تكلّفك 1.88 كيلوجول نفسها. اقسمها على الزمن الذي استغرقته تحصل على متوسط القدرة W/t بالواط — وهو الرقم الوحيد في الجدول الذي يستجيب لطريقة صعودك. صعود هادئ لقلبة سلّم يدور حول 150 واط، وصعود شديد قد يتجاوز 800 واط لُبرهة. وثمّة ملاحظة عن القياس تستحقّ الانتباه: زمن ردّ فعلك على ساعة الإيقاف يساوي بضعة أعشار من الثانية، وهي نسبة أكبر بكثير من زمن الصعود السريع منها من البطيء.