الشـــغـــــل والطـــاقــة
أولاً : الشغل
الشغل يعرف على أنه مقدار القوة اللازمة لإزاحة الجسم مسافة معينة .
يحسب الشغل من العلاقة : الشغل = القوة المؤثة × الإزاحة
شغ = ق × ف
ملاحظة : العلاقة السابقة حالة خاصة عند حركة الجسم أفقياً
وحدة قياس الشغل هي نيوتن × م = جول
ثانيا:- الطاقة
الطاقة تعرف بأنها : القدرة على إنجاز شغل.
فالجسم الذي يمتلك طاقة قادر على إنجاز شغل،
1) فالسيارة المتحركة يمكنها تحريك الأجسام الصغيرة
عندما تصطدم بها [ أي أن السيارة المتحركة تنجز شغلا
وبمعنى آخر السيارة المتحركة تمتلك طاقة ]
وهو أمر ينطبق على كل الأجسام المتحركة
2) أ- الزنبرك عندما يتعرض للضغط أو الشد فإنه يمكنه
تحريك جسم عند تحرره من الضغط أو الشد [أي أن
الزنبرك يمتلك طاقة عندما يقع تحت شد أو ضغط وبمعنى آخر الزنبرك المضغوط أو المشدود يمتلك طاقة]
وهو أمر ينطبق على كل الأجسام المرنة.
ب- المروحة المعلقة يمكنها عندما تنقطع أسلاكها إنجاز شغل [ أي أنها تمتلك طاقة ]
وهو ما ينطبق على كل الأجسام المعلقة.
3) 
عند تسخين وعاء مغلق فيه مكبس وعليه قطعة صغيرة نجد أن المكبس
عند تسخين وعاء مغلق فيه مكبس وعليه قطعة صغيرة نجد أن المكبس
يرتفع [ أي أن الحرارة أنجزت شغلا وبمعنى آخر الحرارة تمتلك طاقة]
مما سبق نجد أن للطاقة صور عديدة منها:
أ) الطاقة الحركية : وهي الطاقة التي يكتسبها الجسم بسبب حركته. ومثالها السيارة المتحركة.
ب) الطاقة الكامنة : وهي التي يختزنها الجسم بسبب وجوده في وضع ما ( وتسمى أيضا بالطاقة الوضعية ). ومثالها الأجسام المرنة المشدودة أو المضغوطة وكذلك الأجسام المعلقة.
ج) الطاقة الحرارية: وهي التي يكتسبها الجسم نتيجة تسخينه.
كما أن هناك صور أخرى للطاقة منها: الضوئية – والكهربائية – والكيميائية – والنووية ......إلخ.
قانون حفظ الطاقة ( الطاقة لا تُفنى ولا تُخلق ولكن تتحول من صورة لأخرى)
علاقة الشغل بالطاقة:
الشغل والطاقة مصطلحان متداخلان فالشغل ناتج عن الطاقة كما ان الطاقة ناتجة عن الشغل. لفهم ذلك لنرى المثال التالي:
لرفع الجسم لا بد من بذل شغل لكننا نجد أنه اكتسب طاقة نتيجة لبذل ذلك الشغل
في رفعه ولإثبات ذلك نحرر لنجد أنه يبدأ بالتحرك فورا ( أي أنه ينجز شغلا
أو بمعنى آخر أنه يمتلك طاقة )
ونجد أيضا أن الطاقة التي اكتسبها الصندوق تساوي الشغل المبذول في رفعه
س: جسم ثقله 50 نيوتن رفع مترين عن سطح الأرض .
( أ ) ما مقدار الشغل المبذول لرفعه . ( ب ) ما مقدار الطاقة التي اكتسبها .
ج: أـ شغ = و × ف = 50 × 2 = 100 جول
ب ـ مقدار الطاقة التي اكتسبها = 100 جول .
ولذلك نجد أن وحدة قياس الطاقة هي نفسها وحدة قياس الشغل ألا وهي (( الجول ))
صور الطاقة
أولا:- الطاقة الحركية:
سبق وأن عرفنا الطاقة الحركية بأنها : وهي الطاقة التي يكتسبها الجسم بسبب حركته.
العوامل المؤثرة على الطاقة الحركية:
1) سرعة الجسم المتحرك: تتناسب كمية طاقة الجسم المتحرك الحركية تناسبا طرديا مع سرعته
مع ثبات الكتلة. أي أن كلما زادت السرعة زادت الطاقة الحركية للجسم المتحرك.
2) كتلة الجسمم المتحرك: تتناسب الطاقة الحركية للجسم المتحرك تناسبا
طرديا مع سرعته مع ثبات الكتلة. أي أن كلما زادت السرعة
زادت الطاقة الحركية للجسم المتحرك.
ثانيا:- الطاقة الكامنة لناشئة عن الجاذبية الأرضية ( طاقة الأجسام المعلقة )
وهي الطاقة التي يكتسبها الجسم بسبب تعليقه مرتفعا عن سطح الأرض.
العوامل المؤثرة فيها:
1) وزن الجسم ( ثقله ): الطاقة الكامنة للجسم المعلق تتناسب تناسبا طرديا مع وزن الجسم.
أي أنه كلما زاد وزن الجسم المعلق زادت طاقته الكامنة. نرمز للوزن بالحرف ( و )
2) الارتفاع :الطاقة الكامنة للجسم المعلق تتناسب تناسبا طرديا مع الارتفاع عن سطح الأرض.
أي أنه كلما زاد ارتفاع الجسم المعلق زادت طاقته الكامنة, نرمز للارتفاع بالحرف ( أ )
كما نرمز للطاقة الكامنة بالرمز ( ط . ك )
ويمكننا حساب الطاقة الكامنة من العلاقة الرياضية التالية :
ط . ك = و × أ
هاذا القانون هو ذاته الذي درسته عند دراستك للشغل ( حيث أن الوزن أو الثقل هو مقدار قوة جذب الأرض للجسم [ أي أن الوزن قوة ]، والارتفاع عبارة عن المسافة بين نقطة عن السطح [ أي أن الارتفاع مسافة ].
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
شارك زملاءك من الزر أدناه لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى
تعليقات