الشغل في الفيزياء تعريفه قانون حسابه حل مسائل

الشغل في الفيزياء تعريفه قانون حسابه

الشغل في الفيزياء

الشغل في الفيزياء تعريفه قانون حسابه حل مسائل

نقدم لكم في مدونة الفريد في الفيزياء ، قسم تعريف وقانون في الفيزياء ، موضوع الشغل في الفيزياء

إننا في حياتنا اليومية نستخدم مفهوم الشغل والذي نفهم من خلاله أنه لكي نبذل مجهود عضلي أو عقلي ،

لكن الشغل له مفهوم فيزيائي خاص ، حيث يتطلب وجود قوة مؤثرة على الجسم تسبب إزاحه للجسم في اتجاهنا . 

مثال توضيحي لمعنى الشغل : إذا أثر شخص ما على جسم بقوة مقدارها ( F ) أو (ق) ، في مستوى أفقي ، وسببت هذه القوة إزاحة للجسم مسافة مقدارها (d)أو (ف) في إتجاهها ، فإننا في هذه الحالة نقول بأن الشغل W أو شغ عبارة عن حاصل ضرب القوة المؤثرة على الجسم في الإزاحة التي قطعها الجسم .

تعريف الشغل : هوعبارة مقدار القوة اللازمة لإزاحة الجسم مسافة معينة . 

رياضياً يحسب الشغل من العلاقة : 

الشغل = القوة المؤثرة × الإزاحة 

W = F × d   أو بالرموز العربية   شغ = ق × ف 

وحدة قياس الشغل : هي وحدة القوة × وحدة الإزاحة = نيوتن × م = جول 

أطلق على وحدة الشغل في النظام الدولي للقياس (نيوتن .متر ) إسم (جول) تكريماً للعالم البريطاني " جيمس جول " 

تعريف الجول : وهو مقدار الشغل الذي تبذله قوة مقدارها واحد نيوتن عندما تزيح جسماً ازاحة مقدارها متر واحد في اتجاهها . 

في النظام الفرنسي ونظام جاوس وحدة الشغل هي ( الداين ) حيث واحد جول = 10 أس 7 داين

العوامل المؤثرة في الشغل : يتناسب الشغل تناسباً طرياً مع كل من القوة المؤثرة والإزاحة ، ( أي أنه بزيادة القوة يزداد الشغل وبزيادة الإزاحة يزداد الشغل )

ملاحظة هامة : الشغل كمية قياسية أي أنه ليس له اتجاه لأنه عبارة عن حاصل ضرب كميتين متجهتين هما القوة والإزاحة .

ملاحظة هامة : 

1ـ الشغل المبذول بقوة لتحريك جسم ما يكون موجبا أو سالبا، أي بإشارة رياضية موجبة أو سالبة
2ـ الشغل الموجب معناه أن اتجاه القوة في نفس اتجاه الحركة.

3ـ الشغل السالب معناه أن اتجاه القوة المبذولة عكس اتجاه الحركة.

مسائل (تمارين ) 

مثال1: أثرة قوة مقدارها 30 نيوتن على صندوق موضوع في مستوى أفقي أملس فإزاحته 0.4 من المتر في اتجاهها ، ما مقدار الشغل المبذول ؟

الحــــل

بتطبيق قانون الشغل في مستوى أفقي أملس نجد أن : 

شغ = ق × ف = 30 × 0.4 = 12 جول

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

مثال 2: شغل مقداره 60 جول ، بذلته قوة بإتجاه أفقي فأزيح الجسم مسافة مقدارها 6 متر ، فما مقدار القوة التي الأفقية التي أزاحت الجسم ؟

الحـــل 

شغ = ق × ف     60 = ق × 6 

ق = 60 ÷ 6 = 10 نيوتن

الشغل تحت تأثير قوة قوة تميل على السطح 

عندما يتحرك جسم على سطح أملس ولكنه مائل بحيث يصنع زاوية (هـ) أو (θ) فإنه في هذه الحالة ينبغي عليها تحليل القوة المؤثرة على الجسم إلى مركبتين هما : 

1ـ مركبة موازية لاتجاه الحركة مقدراها : ق جتاهـ       أو   F cosθ 

2ـ مركبة عمودية على اتجاه الحركة مقدارها : ق جاهـ     أو F sinθ  

ويكون الشغل المبذول عندما يتحرك الجسم مسافة أفقية ف   أو d   

الشغل (شغ) = ق جتاهـ × ف = ق.ف جتاهـ 

  أو w = F cosθ

وهذه هي الصورة العامة للشغل الذي تؤثر به قوة فتسبب إزاحة في اتجاهها . 

ــــــــــــــــــــــــــــ

مثال : إذا أثرة قوة على جسم مقدارها 20 نيوتن وفي اتجاه يصنع زاوية مقدارها 60 درجة مع المستوى الأفقي ، احسب مقدار الشغل المبذول ، إذا علمت أن أنها ازاحته مسافة 2 متر من الموضع أ إلى ب

الحـــــل 

الشغل (شغ)= ق.ف جتاهـ =20 نيوتن × 2 متر × جتا60 = 20×2×2/1 =20 جول

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

سجل إعجابك بصفحة الفريد في الفيزياء من هنا 

شارك زملاءك من الزر أدناه  

تعديل المقال