سؤال وجواب

يمكن حساب الشغل باستخدام العلاقه التاليه


يمكن حساب الشغل باستخدام العلاقه التاليه

نود أعزائنا الطلبة ان نزودكم بالاجابة الصحيحة لهذا السؤال المطروح ، في محاولة منا لتقديم المساعدة وخدمة الطلاب في الدراسة خاصة بعد اقرار التعليم الالكتروني في المملكة العربية السعودية ، حيث يجد الطلاب صعوبات في حل الأسئلة بأنفسهم لذلك يلجأون الى مواقع الانترنت ، وطرح بعض الطلاب سؤال “تغير حاله الماده من الحاله الصلبه الى الحاله الغازيه مباشره يسمى؟” ويبحثون عن الاجابة .

و”الشغل” مصطلح فيزيائي يتم استخدامه عندما تؤثر قوة ما على جسم لتعمل على إزاحته لمسافة ما، فإن كانت قيمة الشغل كبيرة فهذا يعني أن القوة المؤثرة قد أزاحت هذا الجسم بعيدًا وبالمثل فإن القيمة القليلة للشغل تعني أن القوة لم تحرك هذا الجسم لمسافة بعيدة. يتم حساب قيمة الشغل عن طريق ضرب قيمة القوة بالنيوتن في الإزاحة بالمتر في جيب تمام الزاوية بين متجه القوة واتجاه الحركة

يمكن حساب الشغل باستخدام العلاقة التالية

الاجابة :

تطاق اتجاه القوة مع الحركة .

حساب الشغل في حالة تطابق اتجاه القوة مع اتجاه الحركة

* حدد اتجاه متجه القوة واتجاه الحركة. في البداية يجب أن تقدر على التفريق بين الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم والاتجاه الذي يتم بذل القوة فيه وتذكر أن الاتجاهين قد لا يتطابقان. على سبيل المثال عندما تقوم بجذب عربة صغيرة من ذراعها الأمامي لتقوم بتحريكها للأمام فبافتراض أنك أطول من العربة فإن القوة التي تبذلها يكون اتجاهها مائلاً على اتجاه حركة العربة نفسها. ومع ذلك فإننا الآن سنتعامل مع طريقة حساب الشغل عندما يتطابق الاتجاهان. للمزيد من المعلومات عن حساب قيمة الشغل عندما يكون الاتجاهان مختلفين أكمل قراءة المقال للنهاية.

  • لتسهيل فهم هذه العملية افترض أن لدينا عربة قطار صغيرة، يتم سحب هذه العربة بواسطة القطار الذي في الأمام، في هذه الحالة يصبح اتجاه القوة هو نفسه اتجاه الحركة (للأمام). في الخطوات القادمة سنقوم باستخدام هذه المعلومة لحساب قيمة الشغل المبذول على جسمٍ ما.
* احسب الإزاحة. المتغير الأول الذي سنحتاجه لحل معادلة الشغل هو الإزاحة (سنرمز لها بالحرف D)، الإزاحة متغير يسهل تحديده فهو ببساطة المسافة التي بين مكان الجسم في البداية ومكانه النهائي بعدما أثرت عليه القوة. في المسائل الأكاديمية غالبًا ما تجد قيمة هذا المتغير بين المعطيات سواء بطريقة مباشرة أو عن طريق الاستنتاج من بين المعطيات الأخرى، أما في الحسابات على أرض الواقع فكل ما عليك فعله هو حساب المسافة التي انتقل إليها الجسم المراد حساب الشغل المبذول عليه.
  • تذكر أن وحدة قياس الإزاحة يجب أن تكون بالمتر.
  • في مثال لعبة القطار، لنفترض أن المطلوب حساب الشغل المبذول على العربة طوال الطريق، فإن وصلت العربة لنقطة تبعد عن مكانها الأولي بمسافة مترين سيتم التعويض عن D برقم 2 في المعادلة.
* احسب القوة المؤثرة. بعد حساب الإزاحة احسب مقدار القوة (F)، كلما زاد مقدار القوة كلما ضغطت على الجسم بشدة وسرَّعت حركته فإن لم تجد قيمة القوة في المعطيات فيمكنك حسابها من مقدار الكتلة (M) وعجلة الحركة (A). (بافتراض عدم وجود قوى أخرى متعارضة معها كالمقاومة مثلاً) من المعادلة التالية F = M × A.

  • تذكر أن مقدار القوة يجب أن يكون بوحدة النيوتن.
  • في المثال الحالي، لنفترض أن مقدار القوة غير معطى، لكننا نعلم أن كتلة القطار 0.5 كيلو جرام (0.5 Kg) وأن القوة المبذولة تسبب تسارعًا في الحركة بمقدار 0.7 مترًا لكل ثانية مربعة (0.7 m/s2). إذًا يتم حساب القوة بضرب قيمة الكتلة في عجلة الحركة
    M × A = 0.5 × 0.7 = 0.35 Newtons.
* اضرب القوة في الإزاحة. بمجرد أن تعرف مقدار القوة والإزاحة فاضرب القيمتين لتحصل على مقدار الشغل.

  • في مثالنا الحالي، الشغل يساوي حاصل ضرب مقدار القوة (0.35 نيوتن) في الإزاحة (2 متر) أي:
    0.35 × 2 = 0.7 joules
  • كما لاحظت في البداية هناك متغير آخر هو جيب تمام الزاوية Cosine (θ). بما أن متجه القوة يتطابق مع اتجاه الازاحة أي أن الزاوية بينهما تساوي صفر. وبما أن Cosine(0) = 1 فلا حاجة لإضافتها للمعادلة.
* وحدة قياس الشغل في الفيزياء هي جول (joules) والجول هو مقدار القوة المبذولة على جسم ما لإزاحته بمقدار 1 متر في نفس اتجاه القوة. أي أن الجول = نيوتن × متر وهذا الأمر لا يحتاج لشرح لأنه من المنطقي عندما نحصل علي قياس لمتغير ما يساوي حاصل ضرب متغيرين آخرين فإن وحدة قياسه تكافيء وحدة قياس المتغير الأول مضروبة في وحدة قياس الثاني.

  • قد يتم تعريف الجول بطريقة أخرى على أنه مقدار الطاقة بالوات (watt) المنبعثة لمدة ثانية واحدة.
السابق
من خطوات القراءة المتعمقة
التالي
ماده نقيه تتالف من اتحاد عنصرين او اكثر تسمى

اترك تعليقاً