المفهوم الفيزيائي للشغل-الطاقة-الطاقة الحركية-الطاقة الكامنة
دروس الشغل والطاقة في العلوم الفيزيائية المرحلة الاعدادية 2016 المنهاج الاماراتي
تعريف الشغل
يمكن تعريف الشغل بشكل عام (بالإنجليزية: Work) بأنه كمية فيزيائية تعبِّر عن الطاقة المنقولة من وإلى الجسم عند تطبيق قوة عليه لتحريكه، جزء منها على الأقل في اتجاه الإزاحة، ولا يقتصر الشغل بمفهومه على تحريك الأجسام فقط، وإنما يشمل ضغط الغازات أيضاً.[١]
كيفية حساب الشغل
شغل القوة الثابتة
ويُعنى بالقوة الثابتة هي التي لا تتغير مع تغير الزمن، فعند تطبيق قوة مقدارها 5 نيوتن مثلاً، تبقى ثابتة بمقدار 5 نيوتن مهما تغيرت الإزاحة، ويعطى شغل القوة الثابتة عند تطبيق القوة بنفس اتجاه الإزاحة بالعلاقة الرياضية الآتية:[٢]
الشغل = القوة × الإزاحة، وبالرموز: W= F.d؛ حيث إنّ:
W: الشغل ويُقاس بالجول (Joule)، أو نيوتن/متر (N/m).
F: القوة وهي كمية متجهة تقاس بوحدة النيوتن (N).
d: الإزاحة وهي كمية متجهة تقاس بوحدة المتر (m).
يمكن التعبير عن الشغل بصورة أخرى إذا كانت هناك زاوية بين اتجاه القوة المؤثرة على الجسم، واتجاه الإزاحة، ليصبح:
الشغل = القوة × الإزاحة × جتاθ، وبالرموز: (W = F.d.cos(θ؛ حيث:
θ: هي الزاوية المحصورة بين القوة والإزاحة.
مثال: يدفع رجل صندوقًا بقوة 10 نيوتن (N) لتحريكه مسافة مترين، ما الشغل المبذول لتحقيق ذلك؟ [٣]
الحل:
الشغل = القوة × الإزاحة، ومنه:
الشغل = 10×2 = 20 جول، أو 20 نيوتن/متر.
شغل القوة المتغيرة
يمكن تعريف القوة المتغيرة بأنها القوة التي تتغير في قيمتها أو اتجاهها مع مرور الزمن وأثناء تطبيق الشغل، فإذا رُسمت العلاقة بين القوة بالنيوتن على محور الصادات، والمسافة بالمتر على محور السينات، فإنّ المساحة أسفل هذا المنحنى (القوة-الإزاحة) تمثل الشغل المبذول من قبل هذه القوة.
دروس الشغل والطاقة في العلوم الفيزيائية المرحلة الاعدادية 2016 المنهاج الاماراتي
تعريف الشغل
يمكن تعريف الشغل بشكل عام (بالإنجليزية: Work) بأنه كمية فيزيائية تعبِّر عن الطاقة المنقولة من وإلى الجسم عند تطبيق قوة عليه لتحريكه، جزء منها على الأقل في اتجاه الإزاحة، ولا يقتصر الشغل بمفهومه على تحريك الأجسام فقط، وإنما يشمل ضغط الغازات أيضاً.[١]
كيفية حساب الشغل
شغل القوة الثابتة
ويُعنى بالقوة الثابتة هي التي لا تتغير مع تغير الزمن، فعند تطبيق قوة مقدارها 5 نيوتن مثلاً، تبقى ثابتة بمقدار 5 نيوتن مهما تغيرت الإزاحة، ويعطى شغل القوة الثابتة عند تطبيق القوة بنفس اتجاه الإزاحة بالعلاقة الرياضية الآتية:[٢]
الشغل = القوة × الإزاحة، وبالرموز: W= F.d؛ حيث إنّ:
W: الشغل ويُقاس بالجول (Joule)، أو نيوتن/متر (N/m).
F: القوة وهي كمية متجهة تقاس بوحدة النيوتن (N).
d: الإزاحة وهي كمية متجهة تقاس بوحدة المتر (m).
يمكن التعبير عن الشغل بصورة أخرى إذا كانت هناك زاوية بين اتجاه القوة المؤثرة على الجسم، واتجاه الإزاحة، ليصبح:
الشغل = القوة × الإزاحة × جتاθ، وبالرموز: (W = F.d.cos(θ؛ حيث:
θ: هي الزاوية المحصورة بين القوة والإزاحة.
مثال: يدفع رجل صندوقًا بقوة 10 نيوتن (N) لتحريكه مسافة مترين، ما الشغل المبذول لتحقيق ذلك؟ [٣]
الحل:
الشغل = القوة × الإزاحة، ومنه:
الشغل = 10×2 = 20 جول، أو 20 نيوتن/متر.
شغل القوة المتغيرة
يمكن تعريف القوة المتغيرة بأنها القوة التي تتغير في قيمتها أو اتجاهها مع مرور الزمن وأثناء تطبيق الشغل، فإذا رُسمت العلاقة بين القوة بالنيوتن على محور الصادات، والمسافة بالمتر على محور السينات، فإنّ المساحة أسفل هذا المنحنى (القوة-الإزاحة) تمثل الشغل المبذول من قبل هذه القوة.
التعديل الأخير:
