الجدول
- الشغل: تعريف ومفهوم فيزيائي
- الطاقة: تعريفها وعلاقتها بالشغل
- وحدات قياس الشغل والطاقة
- مساهمات إسحاق نيوتن وجيمس جول
الشغل: دراسة مفهومه الفيزيائي
في الفيزياء، يُعرّف الشغل بأنه كمية الطاقة اللازمة لنقل جسم ذي كتلة محددة لمسافة معينة. ولا يقتصر هذا المفهوم على تحريك الأجسام فقط، بل يتعداه ليشمل أي انتقال للطاقة إلى نظام ما. فمثلاً، ضغط الغازات داخل أسطوانة يُمثّل شكلاً من أشكال الشغل. ويمكن التعبير عن الشغل رياضياً كحاصل ضرب القوة المؤثرة في المسافة المقطوعة. وقد يكون الشغل سالباً، مما يدل على فقدان الجسم للطاقة. تقاس وحدة الشغل بالجول (نيوتن.متر)، وتُعبّر المعادلة الرياضية عن ذلك كالآتي:
الشغل = القوة × الإزاحة
الطاقة: مفهومها وقدرتها على توليد الشغل
يرتبط مفهوم الطاقة ارتباطاً وثيقاً بمفهوم الشغل والقوة. الطاقة تُعرف بأنها قدرة النظام على إحداث شغل. وتُقاس أيضاً بوحدة الجول. يخضع مفهوم الطاقة لقانون أساسي في الفيزياء، ألا وهو قانون حفظ الطاقة، الذي ينص على أن الطاقة لا تفنى ولا تُستحدث، بل تتحول من شكل إلى آخر. هذا يعني أن الطاقة لا تُخلق من العدم، ولا يمكن أن تختفي، ولكنها قابلة للتحول بين أشكالها المختلفة.
تنقسم الطاقة إلى نوعين رئيسيين: الطاقة الحركية وطاقة الوضع. وتتعدد أشكالها، ومنها:
- الطاقة الجاذبية الأرضية
- الطاقة الإشعاعية
- الطاقة النووية
- الطاقة الكيميائية
- الطاقة الميكانيكية
- الطاقة الكهربائية
- الطاقة الحرارية
وحدات قياس الشغل والطاقة: الجول وارتباطها بالعلماء
كما سبق ذكره، فإن وحدة قياس كل من الشغل والطاقة هي الجول. وهذه الوحدة العالمية سميت نسبةً إلى العالم الذي ساهم في اكتشافها. ترتبط هذه الوحدة بعلماء فيزياء بارزين هما:
إسحاق نيوتن وجيمس جول: مساهماتهما البارزة
إسحاق نيوتن (Isaac Newton): عالم فيزيائي إنجليزي ولد عام 1642. التحق بكلية ترينيتي في كامبريدج، لكنه اضطر للتوقف عن دراسته بسبب وباء الطاعون. ركز بعدها على الرياضيات والفيزياء، وساهم في فهم العديد من الظواهر الفيزيائية، مثل الجاذبية وألوان الطيف.
جيمس بريسكوت جول (James Prescott Joule): عالم فيزيائي إنجليزي ولد عام 1818. التحق بجامعة مانشستر عام 1835، وساهم في وضع العديد من القوانين الفيزيائية، من أهمها قانون حفظ الطاقة.
باختصار، يرتبط الشغل والطاقة ارتباطاً وثيقاً، ويكشف فهمهما عن أسس فيزيائية مهمة، وتُظهر مساهمات العلماء ك نيوتن وجول التطور الكبير في هذا المجال.
