حل مسألة وحدة العمل

أهلا وسهلا بكم زوار تريندات. في قطاع التعليم، نقدم لك خدمة للإجابة على أسئلتك التعليمية والحياتية في جميع المجالات. تريندات يتعامل في المقام الأول مع الجانب التربوي ويتيح للطلاب من جميع المستويات الإجابة على جميع أسئلتهم التعليمية

حل مشكلة وحدة العمل

أهلا وسهلا بكم أعزائي الطلاب، إذا كنتم تبحثون عن إجابة لأسئلتكم التعليمية، فقد أتيتم إلى المكان الصحيح. تريندات يقدم لك إجابة على أحد الأسئلة المهمة في التعليم واليوم سنعرف إجابة سؤال معك

جواب سؤال وحدة العمل

ما هي وحدة قياس العمل؟ سؤال مهم في الفيزياء، حيث أن العمل الميكانيكي يعني حركة جسم ما على مسافة بسبب تأثير قوة خارجية، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن العمل الميكانيكي ونوضح وحدة القياس المستخدمة للتعبير عن العمل .

ما هو العمل الميكانيكي

الشغل هو قياس كمية الطاقة التي تحدث عندما يتحرك جسم ما مسافة بواسطة قوة خارجية، كجزء من القوة التي تعمل في نفس اتجاه إزاحة الجسم. طول المسار، وكل هذا يرجع إلى انتقال الطاقة من القوة الخارجية المؤثرة على الجسم في شكل حركة، ولا يمكن القول إن العمل يتم إلا إذا كان الجسم يتحرك في مسار معين. من موضعه الأصلي، على سبيل المثال، إذا اصطدم بالصندوق بقوة معينة وتحرك هذا الصندوق مسافة معينة من موضعه الأصلي، فهناك عمل، ولكن إذا تأثر الصندوق بقوة معينة ولم يتحرك الصندوق أو يتحرك ولكنه يعود إلى موضعه الأصلي، فلا يوجد عمل يتعين القيام به، وبالتالي فإن العمل الميكانيكي يعبر عن التغيير المكاني للجسم بسبب القوة. باختصار يمكننا القول أن العمل الميكانيكي يعتمد على ما يلي:[1]

القوة: هي القوة الخارجية التي تؤثر على الجسم.
الإزاحة: المسافة التي يتحرك بها كائن من موضعه الأصلي.

أنواع الأعمال الميكانيكية

في الواقع، هناك ثلاث حالات فيزيائية رئيسية للفعل الميكانيكي:[2]

تأثير ميكانيكي إيجابي

حيث يحدث الإجراء الميكانيكي الإيجابي عندما يتحرك الكائن في نفس اتجاه القوة الخارجية المؤثرة على الكائن، وفي هذه الحالة يُقال أن الإجراء الميكانيكي مكتمل. أمثلة على العمل الإيجابي هي:

عندما يكون الزنبرك تحت الشد، يكون الشغل الذي تقوم به قوة السحب موجبًا، وتعمل القوة في نفس اتجاه إزاحة الزنبرك.
عندما يكون جسم ما تحت تأثير الجاذبية بحرية، يكون الشغل الذي تقوم به الجاذبية موجبًا لأن الجسم يتحرك في نفس اتجاه الجاذبية.
عندما يتمدد غاز في أسطوانة، يكون الشغل الذي تقوم به القوة موجبًا لأن الإزاحة في نفس اتجاه القوة.

العمل الميكانيكي السلبي

عندما يحدث فعل ميكانيكي سلبي عندما يتحرك جسم في الاتجاه المعاكس لقوة خارجية تؤثر عليه، فإن أمثلة الفعل السلبي هي:

الشغل المبذول ضد الاحتكاك سالب لأن قوة الاحتكاك تكون دائمًا معاكسة للإزاحة.
الشغل المبذول في رفع الجسم سالب لأن الجاذبية والإزاحة تعملان في الاتجاه المعاكس.

صفر عمل ميكانيكي

لا يوجد عمل ميكانيكي إذا كانت الزاوية بين القوة والمسار 90 درجة، وفي هذه الحالة لا يتم عمل ميكانيكي. فيما يلي أمثلة على الإجراءات الصفرية:

عمل قوة الجاذبية على جسم يتحرك في دائرة بسرعة منتظمة يساوي صفرًا لأن الزاوية بين قوة الجاذبية وحركة الجسم تساوي 90 درجة.
الشخص الذي يحمل شيئًا معينًا ويمشي على طريق أفقي لن يركض أو يركض لأن الزاوية بين قوة الطفو والحركة تساوي 90 درجة.

ما هي وحدة قياس العمالة؟

وحدة القياس القياسية للعمل الميكانيكي في الفيزياء هي الجول، والتي يُرمز إليها بالرمز J في المعادلات الفيزيائية، لأن الجول هو مقدار الطاقة المنقولة عندما يتم تطبيق قوة مقدارها 1 نيوتن على جسم يتحرك مسافة تساوي بمقدار متر واحد. وحدة الطاقة هي نفسها وحدة العمل في الفيزياء لأن العمل الميكانيكي هو الطاقة ووحدة الجول لقياس العمل الميكانيكي تساوي نيوتن لكل متر في وحدات النظام الدولي. لذلك فإن الشغل الميكانيكي يساوي القوة المؤثرة على الشغل مضروبة في الإزاحة، ويمكن كتابة قوانين العمل الميكانيكي مع الحركة الأفقية تمامًا كما يلي:[3]

الشغل = القوة x الإزاحة U = sxq حيث:

X ← الشغل: هذا هو الشغل الذي تقوم به القوة ووحدتها هي الجول.
S → force: هي القوة الخارجية التي تؤثر على الجسم ووحدتها نيوتن.
Q → الإزاحة: مقدار إزاحة كائن من موضعه الأصلي ومتر وحدته.

ومع ذلك، إذا كان الجسم مائلاً عن سطح الأرض وكانت هناك زاوية بين القوة والإزاحة، يكون القانون كما يلي: العمل = القوة × الإزاحة × جيب التمام للزاوية U = sxvx cos∅ حيث:

X ← الشغل: الشغل الذي تقوم به القوة ووحدتها، الجول.
S → force: هي القوة الخارجية التي تؤثر على الجسم ووحدتها نيوتن.
س ← الإزاحة: مقدار إزاحة كائن من موضعه الأصلي ومتر وحدته.
جيب التمام ← جيب التمام للزاوية: المقدار الزاوي بين اتجاه القوة واتجاه الحركة.

أمثلة على الأعمال الميكانيكية

هناك العديد من الأمثلة على العمل الميكانيكي، على سبيل المثال العمل في الحركة الأفقية، حيث إذا تم تطبيق قوة مقدارها 40 نيوتن على صندوق وتحرك هذا الصندوق مترين من موقعه الأصلي، فسيكون العمل الميكانيكي هو نفسه[4]الشغل = القوة × الإزاحة، U = sxvW = 40 نيوتن × 2 مبعثر = 80 نيوتن، U = 80 جول، ثم الشغل الميكانيكي المنجز على الصندوق هو 80 جول. من الممكن أيضًا حساب الشغل المنجز على سطح مائل وفقًا لقوانين الفيزياء، على سبيل المثال عند ممارسة قوة مقدارها 63 نيوتن على جسم في اتجاه يشكل زاوية مقدارها 60 درجة مع المستوى الأفقي، و يحسب الكائن الإزاحة من موضعه الأصلي البالغ 3 م، ثم الشغل المنجز هو: الشغل = القوة × الإزاحة × الزاوية cosU = sxqx cos∅U = 63 نيوتن × 3 م × الجيب 60 نظرًا لأن جيب التمام 60 يساوي 0.5، الحل هو: Sh = 63 Newton x 3 m 0.5 U = 94.5 Newton mU = 94.5 Joule، وبالتالي فإن الشغل الميكانيكي على الجسم هو 94.5 Joule. في نهاية هذا المقال سنتعلم أن وحدة الشغل هي الجول، وقد أوضحنا معنى مصطلح الشغل الميكانيكي في الفيزياء، وقد ذكرنا جميع أنواع الأعمال وحالاتها الفيزيائية، وقد ذكرنا ذلك. بعض الأمثلة على العمل على سطح أفقي وسطح مائل مع المحلول بخطوات مفصلة.

في نهاية المقال نأمل أن تكون الإجابة كافية. نتمنى لكم التوفيق والنجاح في جميع مستويات التعليم. نتطلع إلى استفساراتكم واقتراحاتكم من خلال مشاركتكم معنا. نأمل أن تقوموا بمشاركة المقال على مواقع التواصل الاجتماعي فيسبوك وتويتر باستخدام الأزرار الموجودة أسفل المقال.

العلامات: عمل، قياس، وحدة