الدرس 2-2الشغل والآلات البسيطة
الشغل
🎯 ستتعلم أن
- توضّح المقصود بالشغل.
- تحدّد متى يُبذل الشغل ومتى لا يُبذل.
- تحسب الشغل باستخدام معادلة الشغل.
🔤 مفردات جديدة
الشغلالجول
ما الشغل؟
تفسّر قوانين نيوتن في الحركة كيف تغيّر القوى من حالة حركة الجسم. فإذا أثّرت بقوة في صندوق فإنه سوف يتحرك نحو الأعلى. فهل يعني ذلك أنك بذلت شغلًا على الصندوق؟
عندما تفكر في الشغل ربما يتبادر إلى ذهنك الأعمال البيتية المعتادة، أما في العلوم فإن تعريف الشغل أكثر تحديدًا.
✋ سؤال سريع
متى يُبذل الشغل على جسم؟
يُبذل الشغل عندما تؤدي القوة المؤثرة في جسم إلى تحريك الجسم في اتجاه القوة المؤثرة نفسه.
اعرض الإجابة
ب) عندما تؤدي القوة المؤثرة فيه إلى تحريكه في اتجاه القوة نفسه —يُبذل الشغل عندما تؤدي القوة المؤثرة في جسم إلى تحريك الجسم في اتجاه القوة المؤثرة نفسه.
الجهد لا يساوي الشغل
إذا ضغطت على جدار فهل تبذل شغلًا؟ لبذل شغل لا بد من حدوث شيئين:
- يجب أن تؤثر بقوة في الجسم.
- يجب أن يتحرك الجسم في اتجاه القوة المؤثرة.
إذا لم يتحرك الجدار فليس هناك شغل مبذول.
- عندما ترفع صندوقًا: يداك تؤثران بقوة نحو الأعلى، ويتحرك الصندوق نحو الأعلى في اتجاه القوة، لذا فأنت قد بذلت شغلًا.
- عندما تتحرك نحو الأمام حاملًا الصندوق: يداك تؤثران بقوة نحو الأعلى، لكن اتجاه الحركة نحو الأمام، أي ليس في اتجاه القوة، لذا فإنك لا تبذل شغلًا.
✋ سؤال سريع
طالب يضغط بقوة على جدار فلا يتحرك. ما الشغل الذي يبذله على الجدار؟
إذا لم يتحرك الجدار فليس هناك شغل مبذول عليه، لأن الجسم يجب أن يتحرك في اتجاه القوة.
اعرض الإجابة
ب) لا يبذل شغلًا على الجدار —إذا لم يتحرك الجدار فليس هناك شغل مبذول عليه، لأن الجسم يجب أن يتحرك في اتجاه القوة.
✋ سؤال سريع
تمشي نحو الأمام وأنت تحمل صندوقًا. لماذا لا تبذل شغلًا على الصندوق؟
يداك تؤثران بقوة نحو الأعلى، لكن اتجاه الحركة نحو الأمام، أي ليس في اتجاه القوة، لذا لا تبذل شغلًا.
اعرض الإجابة
ج) لأن اتجاه الحركة ليس في اتجاه القوة المؤثرة —يداك تؤثران بقوة نحو الأعلى، لكن اتجاه الحركة نحو الأمام، أي ليس في اتجاه القوة، لذا لا تبذل شغلًا.
حساب الشغل
لبذل شغل يجب أن تؤثر قوة ويتحرك الجسم في اتجاه القوة نفسها. وكلما كانت القوة أكبر زاد الشغل المبذول؛ فرفع مجموعة من الكتب من الأرض إلى ارتفاع خصرك يلزمه شغل أكبر من رفع كتاب واحد إلى الارتفاع نفسه، لأن القوة اللازمة لرفع الكتب أكبر.
وحيث إن القوة تُقاس بوحدة النيوتن، والمسافة بوحدة المتر، فإن وحدة قياس الشغل هي النيوتن.متر، وتُعرف بـالجول، نسبة إلى العالم البريطاني جيمس بريسكوت جول.
✋ سؤال سريع
مستعملًا قوة مقدارها 50 نيوتن تدفع عربة حاسوب مسافة 10 أمتار. ما مقدار الشغل الذي تبذله؟
شغ = ق × ف = 50 × 10 = 500 جول.
اعرض الإجابة
ج) 500 جول —شغ = ق × ف = 50 × 10 = 500 جول.
✋ سؤال سريع
وحدة قياس الشغل هي
وحدة الشغل هي النيوتن.متر، وتُعرف بالجول نسبة إلى العالم جيمس بريسكوت جول.
اعرض الإجابة
ب) الجول —وحدة الشغل هي النيوتن.متر، وتُعرف بالجول نسبة إلى العالم جيمس بريسكوت جول.
أحسنت! أنهيت «الشغل»
📝 الخلاصة
- ينجز الشغل عندما يتحرك جسم في اتجاه القوة نفسها المؤثرة فيه.
- لبذل شغل لا بد أن تؤثر قوة في الجسم، وأن يتحرك الجسم في اتجاه القوة المؤثرة.
- يُحسب الشغل باستخدام المعادلة: شغ = ق × ف.
- وحدة قياس الشغل هي النيوتن.متر، وتُعرف بالجول.