العمل في الفيزياء هو قيمة يتم العثور عليها بضرب وحدة القوة التي تحرك الجسم في المسافة التي قطعها. في المقال ، سننظر بالتفصيل في المواقف التي يتحرك فيها الجسم ويبقى بلا حراك. دعنا نتعلم صيغة الشغل ووحدات قياسها
القوى المؤثرة على الجسم
لنتخيل أن لدينا خيطًا يتم تعليق الجسم عليه. من جانب الخيط ، تعمل القوة المرنة للخيط عليه ، دعنا نشير إليها F. الجسم ساكن ، دعنا نقول أننا ربطنا الخيط بحامل ثلاثي الأرجل. هل من الضروري عمل شيء للحفاظ على هذه الحالة إلى أجل غير مسمى؟ لا. على الرغم من وجود قوة تؤثر على الجسم إلا أنها لا تتحرك.
العمل في الفيزياء - ما هو؟ قبل الإجابة على هذا السؤال ، ضع في اعتبارك الموقف. افترض أن جسمًا ما يتحرك ، لكن لا توجد قوى تؤثر عليه. على سبيل المثال ، إذا كانت كرة في الفضاء الخارجي البعيد ، بعيدًا عن كل النجوم والمجرات. عندها ستكون قوة جاذبيتهم ضئيلة. ارسم مخطط
تحرك الجسم مسافة معينة s ، لكن لا توجد قوة (F=0). هل من الضرورياتخاذ أي إجراء للحفاظ على حركة الجسم؟ لا. يمكن الحفاظ على هذه الحالة إلى أجل غير مسمى. هذه حركة مستقيمة منتظمة في غياب القوى المؤثرة على الجسم.
القوة المنتجة للعمل الميكانيكي
والآن يختلف الوضع اختلافًا جوهريًا. سنرفع نفس الكرة. تؤثر عليه قوة ، يتم تطبيقه على الجسم من جانب الحبل. نشير إلى مقدار حركة الكرة بالحرف s ، والقوة - F. هل سترتفع الكرة نفسها؟ لا ، شيء ما يجب أن يرفعه. على سبيل المثال ، يجب أن يعمل المحرك الكهربائي في مكان ما. لكن لكي تعمل ، يجب أن تتساقط المياه من السد ، مما يؤدي إلى دوران التوربين الذي يتصل به المولد. من خلال خط الكهرباء يجب أن تنتقل الطاقة إلى المحرك ويجب أن يعمل ويرفع الحمل. أي أن الحركة لا يمكن أن تتحقق من تلقاء نفسها.
يقول الفيزيائيون أنه في الحالتين الأوليين لا تقوم القوة بأي عمل ميكانيكي. في الحالة الثالثة ، يتم العمل. ما الذي ينتجه؟ القوة F. في الفيزياء ، الشغل هو كمية. وإذا كان الأمر كذلك ، فيمكن أن يتغير صعودًا وهبوطًا. من السهل تخمين أنه إذا زادت القوة وتحرك الجسم بنفس المسافة ، فإن عمل هذه القوة سيكون أكبر. كيف يمكن زيادة القوة؟ على سبيل المثال ، أخذ الكرة هو ضعف الصعوبة. ثم يتضاعف العمل. لذلك ، الشغل الذي تقوم به القوة يتناسب طرديًا مع مقدار القوة. هذا هو القانون
صيغة العمل الميكانيكي
لنتخيل أننا بحاجة إلى رفع نفس الكرة ليس بمقدار 50 سم ، ولكن بمقدار 100 سم.قم بالعمل لرفعها أولاً إلى النصف الأول من المسافة ، ثم إلى النصف الثاني. في كل مرة يتم عمل نفس العمل ، ولكن العمل الإجمالي سيكون ضعف ذلك. هذا يعني أن الشغل يتناسب طرديًا مع المسافة التي يقطعها الجسم. لذلك ، وافق الفيزيائيون على الإشارة إلى قيمة Fبالحرف A وتسميته عمل القوة. سيكون التعبير Fs متناسبًا طرديًا مع قوة الجسم وإزاحته.
A=Fs هي صيغة العمل في الفيزياء. A هي القيمة المرغوبة للقوة المطبقة على الجسم ، و s هي المسار الذي يسلكه الجسم. ومع ذلك ، هناك حالات يتم فيها تطبيق قوة على الجسم ، لكنها لا تتحرك. في الحالة الثالثة ، يتحرك الجسم في نفس اتجاه تأثير القوة. لذلك ، سيكون من الأدق القول إن s هي إزاحة الجسم في اتجاه القوة. لنصوغ تعريفًا: الشغل في الفيزياء هو قيمة تساوي حاصل ضرب مقياس القوة وإزاحة الجسم في اتجاه القوة.
وحدات القياس
دعونا نلقي نظرة على الصيغة المحددة A=Fs. [A]=Nm=J. N نيوتن ، J جول. كيف نفهم ما هو 1 جول؟ لنرسم مخططًا يوضح قوة تؤدي عملًا يساوي جول واحد.
يوضح الشكل الموضع الأولي والنهائي للجسم. لقد حركناه لمسافة 1 م ، وأثناء التحرك ، تم تطبيق قوة مقدارها نيوتن واحد على الجسم. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. أي أن الجول الواحد هو الشغل الذي تقوم به قوة مقدارها نيوتن واحد عندما يتحرك الجسم على مسافة 1 متر في اتجاه القوة.
الجول الواحد هو مقدار ضئيل من العمل. للتمويلوزن 1 كجم لكل 10 سم ، ما عليك القيام به في 1 جول. لرفعها إلى ارتفاع متر ، تحتاج إلى عمل 10 جول. إذا تحدثنا عن عمل الرافعات ، فإنها ترفع الأطنان بعشرات الأمتار. لذلك ، يتم أيضًا استخدام وحدات قياس العمل الأخرى: كيلو جول ، ميغا جول ، إلخ. 1 كيلو جول=1000 جول ، 1 ميجا جول=10 ^ 6 ي. يتم ضبط عقرب ساعة الحائط بواسطة المحرك. يعمل أقل بكثير من جول واحد. يقاس بالميليجول. 1 مللي جول=0.001 ج. هناك أيضًا ميكرو جول. 1 μJ=110 ^ -6 J.
