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
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