من شروط بذل الشغل

بواسطة:
من شروط بذل الشغل

من شروط بذل الشغل هو ما نجيبكم عنه في مقالنا التالي والذي نقدمه عبر مخزن، ويعد الشغل واحد من الكميات الفيزيائية المستخدمة بعلم الفيزياء في العديد من التجارب، كما ويتم استخدامه في الحياة اليومية، ويشير إلى بذل مقدار من الطاقة من أجل تغير وضع ما، ومن الممكن أن يتم تعيين الشغل عبر العلاقات الرياضية، أو عن طريق الرسم البياني بالعديد من الطرق.

من شروط بذل الشغل

  • من شروط بذل الشغل وجود تأثير لقوة ما على الجسم وهو ما يجعله يتحرك لمسافة معينة، إذ أن مفهوم الشغل في علم الفيزياء يقصد به القوة المؤثرة على جسم ما ذو كتلة معينة مما يجعل ذلك الجسم يتحرك لمسافة أو أن يغير من موضعه، ويتحدد مقدار الشغل وفقاً لذلك، إذ أنه كلما زادت القوة التي يتحرك الجسم بها وأصبحت المسافة التي يتحرك الجسم بها أكبر ارتفعت قيمة الشغل.
  • بالإضافة إلى أنه كلما كانت القوة التي تؤثر على الجسم أقل وقلت مسافة تحركه قلت بالتالي قيمة الشغل، إذ أن العلاقة التي يتم عن طريقها حساب قيمة الشغل أتت على ذلك النحو (الشغل يساوي القوة × المسافة)، وهو ما يدل على أن قيمة الشغل تتناسب تناسباً طردياً مع كل من المسافة والقوة وهي ذاتها الشروط التي تلزم لإحداث الشغل لكي يتحرك الجسم لمسافة محددة نتيجة التأثير بقوة عليه.

تعريف الشغل

يقصد بالشغل في علم الفيزياء كمية فيزيائية يتم من خلالها التعبير عن الطاقة أو القوة المبذولة في تحريك جسم ما لمسافة محددة أو تغير وضع ذلك الجسم، ويذكر أن الشغل بعلم الفيزياء لا يعبر عن تحرك جسم ما لمسافة محددة أو تغير وضع ذلك الجسم نتيجة التأثي عليه بقوة معينة فقط، ولكن قد يعبر في بعض الأحوال عن انتقال طاقة من مكان لآخر، كما يوجد العديد من مختلف أنواع الشغل وفق القوى المبذولة على الجسم وما يقطعه مسافة.

ما هي أنواع الشغل

هناك العديد من أنواع الشغل المختلفة بعلم الفيوياء التي يمكن أن تكون ذات تأثير على الجسم، وما يتحركه الجسم من مسافة والاتجاه الذي يتحرك به، وسوف نذكر فيما يلي أبرز أنواع الشغل:

  • الشغل الإيجابي أو الموجب: هو أحد أنواع الشغل الذي يتم الحصول عليه حينما تؤثر قوة ما على الجسم باتجاه الحركة نفسه.
  • الشغل السلبي أو السالب: هو أحد أنواع الشغل الذي يتم الحصول عليه حينما تؤثر قوة ما على الجسم في عكس اتجاه الحركة.
  • الشغل الصفري: إذ أنه في ذلك النوع من الشغل تكون محصلة الشغل النهائية مساوية لصفر ولا يوجد لها أي قيمة رقمية، حيث يصبح مقدار الزاوية فيما بين المسافة التي يقطعها الجسم والشغل مساوية لتسعين درجة أي تأخذ شكل الزاوية القائمة.
  • الشغل الكهربائي.
  • الشغل الميكانيكي.
  • الشغل المغناطيسي.
  • الشغل في الديناميكا الحرارية.

وحدة قياس الشغل

إن الوحدة القياسية المستخدمة في علم الفيزياء لقياس الشغل الميكانيكي هي الجول، والتي يتم الرمز إليها بالرمز J في المعدلات الفيزيائية، إذ أن الجول يمثل مقدار الطاقة المنقولة حينما تطبق قوة مقدارها واحد نيوتن على جسم ما، وتحرك ذلك الجسم عبر مسافة متر واحد، وبالواقع تعد وحدة الطاقة هي ذاتها وحدة الشغل بالفيزياء.

وهذا لأن الشغل يعد طاقة، ووحدة الجول لقياس الشغل الميكانيكي مساوية لنيوتن بمتر في نظان وحدات القياس العالمي، ولذا فإن الشغل الميكانيكي يكون مساوي للقوة المؤثرة على الشغل ضرب الإزاحة، ومن الممكن أن يتم كتابة قوانين الشغل الميكانيكي على الحركة الأفقية على ذلك النحو (الشغل = القوة × الإزاحة) واختصاره هو (ش = ق × ف)، وفيما يلي بيان المقصود بكل رمز من تلك الرموز:

  • ش (الشغل): مقدار الشغل المنجز من تأثير القوة ويتم قياسه بوحدة الجول.
  • ق (القوة): القوة الخارجية ذات التأثير على الجسم ويتم قياسها بوحدة نيوتن.
  • ف (الإزاحة): مقدار إزاحة الجسم عن موضعه الأصلي ويتم قياسها بوحدة المتر.

ولكن في الحالة التي يكون الجسم بها مائل عن سطح الأرض ويوجد زاوية بين الإزاحة والقوة يصبح القانون كما يلي (الشغل = القوة × الإزاحة × جتا الزاوية)، واختصاره (ش = ق × ف × جتا∅)، وفيما يلي بيان للمقصود من ذلك القانون:

  • ش (الشغل): مقدار الشغل المنجز من تأثير القوة ويتم قياسه بوحدة الجول..
  • ق (القوة): القوة الخارجية ذات التأثير على الجسم ويتم قياسها بوحدة نيوتن.
  • ف (الإزاحة): مقدار إزاحة الجسم عن موضعه الأصلي ويتم قياسها بوحدة المتر.
  • جتا∅ (جتا الزاوية): وهي مقدار جتا الزاوية فيما بين إتجاه الإزاحة وإتجاه القوة.

تعريف القوة

القوة هي ذلك المؤثر الذي يترتب عليه تغير الحالة الحركية للجسم حين لا يوجد قوة معاكسة لتلك القوة في ذلك الاتجاه، أما الحالة الحركية فهي عبارة عن تغير حالة الجسم من وضع السكون إلى الحركة أو خلاف ذلك، أو تباطؤ الجسم أو تسارعه، أو التغير في اتجاه حركته، وتهد القوة من الكميات المتجهة بمعنى تلك التي يتم تحديدها بواسطة اتجاه أو مقدار، ويقاس مقدار القوة بالنيوتن، ومن أهم أنواع القوة ما يلي:

  • قوة الاحتكاك.
  • قوى التجاذب.
  • القوة العضلية.
  • القوة الكهربائية.
  • قوة المغناطيسية.
  • قوة الجاذبية الأرضية.

قانون القوة

القوة تساوي معدل الطاقة أو الشغل المبذول × الزمن، ويرمز لقانون الطاقة بالرموز الآتية (p= w/t =E/t)، حيث تشير هذه الرموز إلى ما يلي ذكره:

  • P: ترمز إلى القوة، ويتم قياسه بوحدة واط (جول لكل ثانية)
  • w: يرمز إلى معدل الشغل المبذول على الجسم، ويتم قياسه بوحدة (نيوتن.متر) والتي تعادل الجول.
  • E: ترمز إلى معدل الطاقة الممتصة أو المتولدة، ويتم قياسها بوحدة الجول.
  • t: ترمز إلى الزمن.

تعريف الطاقة

تمثل الطاقة واحدة من خصائص المادة المتوفرة بالطبيعة منذ بداية نشأتها، حيث إن الكون يشتمل على اثنين من العناصر الرئيسية وهما الطاقة والأجسام، حيث إن الأجسام هي جميع ما نعرفه من مثل الذرات والعناصر، والتراب، والحجارة وجسم الإنسان، بينما الطاقة فإنها محرك تلك الأجسام بالكون.

فلم يكن من الممكن للإنسان أن يتحرك بغير طاقة أو أن يتكون ضوء وحرارة الشمس بدونها، ويمكن تعريف الطاقة باعتبارها مقدرة الجسم على بذل الشغل، ويتم قياسها بوحدة الجول، كما وأن الطاقة محفوظة بالكون منذ نشأته، حيث إن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم، ولكنها قد تتغير من شكل إلى شكل آخر، ويوجد الكثير من أنواع الطاقة ولعل من أهمها ما يلي:

  • طاقة التأين.
  • الطاقة المرنة.
  • طاقة الصوتية.
  • الطاقة النووية.
  • طاقة الجاذبية.
  • الطاقة الحرارية.
  • الطاقة الكهربائية.
  • الطاقة الكيميائية.
  • الطاقة الإشعاعية.
  • الطاقة الميكانيكية.
  • الطاقة المغناطيسية.

قانون الطاقة

لكل نوع من بين أنواع الطافة القانون الخاص بها، ولكن من بين قوانين الطاقة الأشهر قانون طاقة الوضع ونصه (الطاقة تساوي وزن الجسم × الارتفاع)، وبالرموز (E=W×h)، حيث إن تلك الرموز تشير إلى ما يلي:

  • E: طاقة الوضع، ويتم قياسها بوحدة (جول).
  • w: وزن الجسم، ويتم قياسها بوحدة (نيوتن).
  • h: الارتفاع عن الأرض، ويتم قياسها بوحدة (متر).

العلاقة بين القوة والشغل والطاقة

  • تعتبر القوة هي المحرك الأساسي للعمليات والأجسام في الكون، وحينما تؤثر على جسم قوة ما فتحركه سواء باتجاهها أو في غيره من الاتجاهات، فإت تلك القوة تبذل الشغل على ذلك الجسم، وإذا لم يتحرك الجسم فهو ما يدل على عدم موجود شغل مبذول.
  • أما عن طاقة الجسم فإنها تتغير بقدر الشغل المبذول عليه، سواء كان سالباً أو موجباً، إلا أن تلك الطاقة لا تفنى، ولكنها تتحول إلى صورة أخرى، فحينما يتم رفع جسم ما عن الأرض فإنه يتم التأثير عليه بقوة إلى الأعلى، وتبذل تلك القوة شغل على الجسم مساوي لمقدار الإزاحة المحركة لذلك الجسم وبمقدار الشغل المبذول على ذلك الجسم تتغير طاقته الحركية.

من شروط بذل الشغل هو ما انتهينا من عرضه لكم في مقالنا عبر مخزن، حيث أوضحنا لكم شروط الشغل والقانون الخاص به، والعلاقة بين الشغل والقوة والطاقة، نتمنى في الختام أن يكون ما ورد بمقالنا قد أفادكم.

المراجع

12