فهرس المحتويات
الشغل الإيجابي: قوة الحركة والتقدم
يُعتبر الشغل موجبًا عندما تكون الزاوية بين القوة المؤثرة وإزاحة الجسم مساوية للصفر أو أكبر منه وأقل من 90 درجة (0 ≤ θ < 90°). مثال على ذلك: رفع شخص لحقيبة من الأرض إلى أعلى. يكون الشغل موجبًا لأن القوة والإزاحة في نفس الاتجاه، والزاوية بينهما صفر.
الشغل السلبي: مقاومة الحركة
عندما تكون الزاوية بين القوة المؤثرة وإزاحة الجسم أكبر من 90 درجة (θ > 90°)، يُعرف الشغل بأنه سالب. مثال: سحب جسم على سطح خشن. يكون الشغل سالبًا لأن قوة الاحتكاك والإزاحة في اتجاهين متعاكسين، والزاوية بينهما 180 درجة.
الشغل الصفري: حركة بلا تأثير
إذا كانت القوة المؤثرة عمودية على اتجاه الإزاحة، أي الزاوية بينهما 90 درجة (θ = 90°)، فإن الشغل المبذول يكون صفراً. مثال: حمل شخص حقيبته على رأسه والمشي أفقيًا. الشغل المبذول صفر لأن القوة عمودية على الإزاحة.
قياس الشغل: الجول والإرج
تقاس وحدة الشغل في النظام الدولي للوحدات (SI) بالجول (J)، وهو حاصل ضرب وحدة القوة (نيوتن) في وحدة الإزاحة (المتر). الجول الواحد يعادل نيوتن.متر واحد. في نظام سنتيمتر-غرام-ثانية (CGS)، تقاس وحدة الشغل بالإرج (erg)، وهو مساوٍ لداين.سم واحد. العلاقة بين الجول والإرج هي: 1 جول = 107 إرج.
تُعبّر معادلة الأبعاد لوحدة الشغل عن الكتلة والطول والزمن بالعلاقة التالية: ML²T⁻²
| النظام | الوحدة | التعريف |
|---|---|---|
| النظام الدولي للوحدات (SI) | نيوتن.م (N.m) | جول (J) |
| نظام سنتيمتر-غرام-ثانية (CGS) | داين.سم (dyne.cm) | إرج (Erg) |
حساب الشغل: القوة والإزاحة والزاوية
يُحسب الشغل من خلال ضرب مقدار القوة المؤثرة في مقدار الإزاحة وفي جيب تمام الزاوية بينهما. وهو كمية قياسية، أي أنه يحتاج إلى مقدار فقط دون اتجاه. الصيغة الرياضية لحساب الشغل هي:
ش = ق × جتاθ × ف
حيث:
- ش (W): الشغل المبذول (بالجول).
- ق (f): القوة المؤثرة (بالنيوتن).
- θ: الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الإزاحة.
- ف (d): الإزاحة (بالمتر).
المراجع
[أضف هنا المراجع المناسبة]
