يقاس الشغل والطاقة بوحدة، إنهما من المصطلحات الهامة جدًا في مادة العلوم وكذلك في حياتنا، فكل شئ يلزمه طاقة حتى نقوم به وهناك العديد من العوامل التي تزيد منها وعوامل أخرى تبطئها، وهناك علاقة بين كل من المفهومين، وسنوضح لكم الإجابة النموذجية وشرح مفاهيم تلك المصطلحات من خلال هذا الموضوع.
يقاس الشغل والطاقة بوحدة تسمي ( أكمل ):
الإجابة الصحيحة هي الجول، حيث أن الجول هو قيمة الشغل الذي يبذله الجسم حتى يتمكن من تحريك جسم معين مسافة قدرها متر واحد تجاه القوة التي أثرت عليه والتي تكون قيمتها نيوتن، أي أن هناك وحدة قياس تعادل الجول وهي نيوتن لكل متر واحد، وهي من الوحدات المعتمد في نظام الوحدات الدولي، وتسمى بهذا الاسم نسبة إلى عالم فيزيائي انجليزي شهير اسمها “جيمس بريسكوت جول”.
ما هي العلاقة الفيزيائية بين الشغل والطاقة؟
هناك علاقة قوية من كل من مفهومي الشغل والطاقة، وهي من أهم العلاقات في مجال الفيزياء، فالشغل لا يُمكن أن يتم إنتاجه إلا من خلال وجود طاقة أو قوة تؤثر عليه حتى يتمكن الجسم أن يتحرك من مكان لآخر، وهناك أنواع مختلفة من الطاقة إما طاقة حركية أو طاقة الوضع، وعندما يخسر الجسم جزء من طاقته فإن الشغل في هذه الحالة يُقاس بقيمة سالبة.
ما الفرق بين كل من الشغل والقوة والطاقة؟
هناك فروق وطيدة بين ثلاث مفاهيم وهي الشغل والقوة والطاقة والتي تتمثل في كل مما يلي:
- الشغل هو العملية التي يتم من خلالها نقل طاقة ما تساهم في تحريك جسم مؤثرة عليه قوة ما ووحدة قياسها هي الجول.
- بينما الطاقة فهي قدرة الجسم على أداء وظيفة أو شغل معين ووحدة قياسها الجول أو نيوتن لكل متر.
- أما مفهوم القوة فهو مقدار الطاقة التي يتم نقلها خلال فترة زمنية معينة – ولها مفهوم آخر وهو معدل الشغل المبذول في ثانية واحدة، ووحدة قياسها جول لكل ثانية.
ما هي أنواع الشغل؟ (مع الشرح)
هناك ثلاثة أنواع من الشغل، حيث أن لكل نوع مفهوم وأمثلة حياتية مختلفة وكذلك قيمته تكون مختلفة إما موجبة أو سالبة أو صفرية ، والأنواع تتمثل في الآتي:
أولًا: الشغل الميكانيكي الصفري
- هذا النوع من الشغل يحدث في حالة أن الزاوية التي تقع بين كل من القوة والإزاحة تكون قائمة “90 درجة مئوية”.
- وفي هذه الحالة لا يكون هناك أي شغل ميكانيكي حدث لهذا الشغل، ولذلك سُمي بالشغل الصفري.
- المثال عليه من الحياة، عندما تقوم قوة الجاذبية المركزية خلال تأثيرها على جسم بتحريكه في دائرة وسرعتها المنتظم تساوي صفرًا.
- ومثال أيضًا الشخص الذي يحمل جسم ما ويسير به على طريق أفق، فهو لا يؤثر بأي قوة ولا ينجز شغلًا.
ثانيًا: الشغل الميكانيكي السلبي
- أما النوع الثاني وهو الشغل السلبي، فهو يحدث عندما يتحرك الجسم في اتجاه عكس القوة التي تؤثر عليه.
- مثال عليه عندما يكون الشغل المبذول تم بذله في اتجاه عكسي للاحتكاك، وذلك لأن القوة المؤثرة تكون في اتجاه معاكس للإزاحة.
ثالثًا: الشغل الميكانيكي الإيجابي
- بينما النوع الثالث والأخير هو الشغل الإيجابي، ودرجته تكون بالموجب ويحدث عندما يتحرك جسم ما في اتجاه نفس القوة الخارجية التي تؤثر على الجسم.
- في هذه الحالة يكون الشغل يٌقال عنه “منجر” ولذلك فإنه يكون شغلًا إيجابيًا لأنه أنجز أمرًا ما.
- من أبرز الأمثلة عليها عندما نقوم بشد الزنبرك، فالشغل الذي تقوم به القوة الخاصة بالتمدد موجبة والقوة تكون في نفس اتجاه الإزاحة.
- في حالة أن الجسم يسقط بشكل حر نتيجة تأثير الجاذبية عليه، فالشغل يكون موجب والإزاحة في نفس الاتجاه للجاذبية.
وبعد كل ما طرحناه لكم نكون وصلنا إلى الختام في موضوع اليوم حول يقاس الشغل والطاقة بوحدة، ونتمنى بأن يكون الموضوع مفيد بالنسبة لكل الطلاب.