اذا دفعت عربة حاسوب مسافة ١٠ أمتار بقوة افقية مقدارها ٥٠ نيوتن فما مقدار الشغل الذي تبذله.
الإجابة الصحيحة هي : الشغل = 50نيوتن × 10م = 500 جول.
العمل الميكانيكي هو مصطلح فيزيائي يصف مقدار الطاقة المنقولة من جسم إلى آخر بسبب قوة تعمل عبر مسافة. يُقاس العمل بالجول (J)، وهو يساوي حاصل ضرب القوة (نيوتن) في المسافة (متر).
عندما تدفع عربة حاسوب مسافة 10 أمتار بقوة أفقية مقدارها 50 نيوتن، فما مقدار الشغل الذي تبذله؟
مقدار القوة
القوة هي كمية متجهة، لها مقدار واتجاه. في هذه الحالة، مقدار القوة هو 50 نيوتن، ويشير الاتجاه إلى أن القوة أفقية.
مقدار المسافة
المسافة هي كمية قياسية، لها مقدار فقط. في هذه الحالة، مقدار المسافة هو 10 أمتار.
اتجاه القوة والمسافة
عندما تعمل القوة في نفس اتجاه إزاحة الجسم، يكون الشغل إيجابيًا. عندما تعمل القوة في الاتجاه المعاكس لإزاحة الجسم، يكون الشغل سلبيًا. وفي هذه الحالة، تعمل القوة الأفقية في نفس اتجاه إزاحة عربة الحاسوب، لذا فإن الشغل إيجابي.
حساب الشغل
الشغل هو حاصل ضرب القوة في المسافة:
“`
الشغل = القوة × المسافة
“`
بالتعويض بالقيم المعطاة:
“`
الشغل = 50 نيوتن × 10 أمتار
= 500 جول
“`
لذلك، فإن مقدار الشغل الذي تبذله عربة الحاسوب هو 500 جول.
أمثلة على العمل الميكانيكي
دفع صندوق عبر الأرضية
رفع كتاب فوق الطاولة
إيقاف سيارة عن طريق الضغط على المكابح
تحريك ذراع في دائرة
أنواع العمل الميكانيكي
العمل الإيجابي: عندما تعمل القوة في نفس اتجاه إزاحة الجسم.
العمل السلبي: عندما تعمل القوة في الاتجاه المعاكس لإزاحة الجسم.
العمل الصفري: عندما تعمل القوة بشكل عمودي على إزاحة الجسم، أو عندما يكون مقدار القوة أو المسافة صفرًا.
وحدات العمل
الجول (J) هو الوحدة القياسية الدولية للعمل.
إرج (erg) هو وحدة أصغر تُستخدم غالبًا في الفيزياء الدقيقة. (1 J = 107 erg)
كالوري (cal) هو وحدة للطاقة تُستخدم في بعض الأحيان لحساب العمل الميكانيكي. (1 cal = 4.184 J)
العمل الميكانيكي هو مفهوم مهم في الفيزياء، ويستخدم لوصف نقل الطاقة بين الأجسام. عندما تدفع عربة حاسوب مسافة 10 أمتار بقوة أفقية مقدارها 50 نيوتن، فإن مقدار الشغل الذي تبذله هو 500 جول.