الشغل |
المعنى الشائع للشغل : هو بذل جهد جسدي أو فكري وأنّ هذا المعنى يختلف عن المعنى الفيزيائي للشغل
للازمة لتحريك جسم ذي كتلة مُعينة لمسافة مُعينة
المعنى الفيزيائي للشغل : وهو عبارة عن مقدار الطاقة اللازمة لتحريك جسم ذي كتلة مُعينة لمسافة مُعينة
فهو يتطلّب قوّة مؤثّرة وإزاحة
ولا يقتصر مفهوم الشُغل على تحريك الأجسام فقط فهو مفهوم عام و لكن يُعَبر عن انتقال الطاقة الى الجسم
إنّ وحدة الشُغل تُشابة وحدة الطاقة وهي الجول ( نيوتن . متر)
وقد جاءت مُسميات الوحدات نسبة الى العالم الذي اكتشفها
تصنف القوه التي تؤثر على الجسم الى
قوة متغيرة |
قوة منتظمة |
القوة في هذه الحالة متغيرة المقدارأوالاتجاه أو كلاهما أثناء إزاحة الجسم |
القوة في هذه الحالة ثابتة المقداروالاتجاه طوال فترة التأثير |
هناك شغل ناتج عن قوّة متغيِّرة |
هناك شغل ناتج عن قوّة منتظمة |
 |
 |
القوة منتظمة موازية لاتجاه الحركة
الشغل الناتج من القوة الثابتة على الصندوق يكون حاصل الضرب العددي لمتجه القوة المؤثرة على الجسم ومتجه الازاحة ويحسب باستخدام العلاقة
\[ W= F.d .cos 0\]
القوة منتظمة تصنع زاوية مع اتجاه الحركة
حساب الشغل يتطلب تحليل القوة الى مركبتين افقية وعمودية
من تحليل متّجه القوّة المؤثّرة التي تصنع زاوية مع اتّجاه الحركة إلى مركّبتين ، أفقية مع الحركة وعمودية على الحركة
نستنتج أنّ الشغل الناتج عن المركّبة العمودية يساوي صفرًا لأنه لا يسبّب أي إزاحة
، وأنّ الشغل الناتج عن القوّة المعطاة هو الشغل الناتج عن المركّبة الأفقية فقط والذي يساوي \[ W= \vec F.\vec d = F.d.cos (θ)\]\[(θ )\] هي الزاوية بين اتّجاه القوّة المؤثّرة والإزاحة الناتجة
في هذة المحاكاة القوة المؤثرة على الجسم تبذل شغل وتحرك الجسم وهذا الشغل يعادل المساحة المحصورة تحت المنحنى
ومن الممكن أن نجعل القوة تميل بزاوية
الشغل إما أن يكون سالب أو يكون موجب أو يكون معدوم
في الصورة في الشكل أدناه يوجد ثلاث قوى تؤثر على الجسم المتحرك على مستوى مائل خشن قوة الوزن وقوة الأحتكاك والقوة المتعامدة
يكون الشغل موجبًا إذا كانت الزاويةبين متّجه القوّة والإزاحة أكبر أو تساوي صفرا وأقل من
\[90^0\]
وفي هذه الحالة يكون الشغل مسبّبًا للحركة
شغل قوة الوزن موجب لان الزاوية بين قوة الوزن والأزاحة حادة
يكون الشغل سالبًا إذا كانت الزاويةبين متّجه القوّة والإزاحة أكبر من
\[𝜽>90^0 \]
واقل أو تساوي
\[𝜽=180^0\]
وفي هذه الحالة يكون الشغل مقاومًا للحركة
شغل قوة الاحتكاك سالب لان الزاوية بين قوة الاحتكاك والأزاحة 180 درجة
أمّا في حال كانت الزاوية تساوي
\[90^0\]
فإنّ الشغل الناتج عن القوّة يساوي صفرًا
شغل القوة االمتعامدة معدوم لان الزاوية بين القوة المتعامدة والأزاحة 90 درجة
ما مقدار الشغل المبذول عند تطبيق قوة مقدارها 10 نيوتن لتحريك صندوق بمقدار 4 أمتار بإتجاه القوة ؟ أختر الإجابة الصحيحة
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
ما مقدار الشغل المبذول عند تطبيق قوة مقدارها 60 نيوتن تميل بزاوية 35 درجة فوق الأفق لتحريك صندوق بمقدار 10 أمتار ؟ أختر الإجابة الصحيحة
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الطريقة الأولى : نحسب شغل كل قوة على حدة ونجري الجمع الجبري لشغل هذه القوى
\[W_{net}=W_1+W_2+W_3+.........\]
الطريقة الثانية : نجد محصَّلة تلك القوى حسب قانون نيوتن الثاني فنحصل على قوة محصلة ونحدد الزاوية بين محصلة القوى والازاحة فيكون الشغل الكلي
\[W_{net}= \vec F_{net}.\vec d=F_{net}. d.cos 0\]
الشغل الناتج عن قوة غير ثابتة لا يمكن استخدام العلاقة
\[W=\vec F.\vec d\]
حيث أن القوة متغيرة كل لحظة يتم حساب الشغل من المساحة المحصورة تحت المنحنى (القوة – الازاحة )
في هذه المحاكاة المحاكاة القوة غير ثابتة لذلك لا يمكن أن يتم حساب الشغل من العلاقة القوة في الازاحة ويتم حسابها من المساحة المحصورة تحت المنحنى
انه درس جميل
ReplyDeleteشكرا يا استاذ
ReplyDeleteشكرا استاذ
ReplyDelete