ما وحدة قياس الشغل والطاقة

يقاس الشغل والطاقة بوحدة

الجول



الطاقة هي قياس قدرة شيء ما على القيام بعمل، وهي ليست كمية  مادية، ومع ذلك يمكن تخزين الطاقة وقياسها بأشكال عديدة.

أما الشغل فإنه مقدار إزاحة جسم عندما يتم تطبيق قوة دافعة عليه (سواء دفعه أو سحبه)، ويمكن تعريف الطاقة أيضًا على أنها القدرة على القيام بهذا الشغل.

الوحدة القياسية المستخدمة لقياس الطاقة والشغل  المنجز في الفيزياء هي


الجول


، التي تحمل الرمز J.

و في الميكانيكا ، 1 جول هي الطاقة المنقولة عندما يتم تطبيق قوة مقدارها 1 نيوتن على جسم ما وتحركه خلال مسافة 1 متر.

وتوجد وحدة أخرى للطاقة ربما تكون قد صادفتها هي السعر، وغالبًا ما يتم كتابة كمية الطاقة في أي عنصر من الطعام بالسعرات الحرارية على ظهر العبوة.

والسعر الواحد هو كمية الطاقة المطلوبة لرفع  درجة حرارة1 كجم من الماء بمقدار 1 درجة سيليزية.

بحث عن الطاقة والشغل

على الرغم من أننا قد نقول أحيانا أن طاقتنا قد استهلكت إلا أن الطاقة في الواقع لا تستهلك بل تتحول من صورة لأخرى، وقد تتحول من صورة لأخرى نتيجة بذل شغل.

وعند عمل

بحث عن الشغل والطاقة

في الفيزياء نجد أنه  عندما يتحرك جسم في اتجاه القوة الواقعة عليه يقال إن الشغل قد تم، ولكن لكي يتم إنجاز الشغل ، فإن الطاقة هي أهم شيء لأنها القدرة على بذل شغل، فعندما يتم العمل من قبل الحيوانات أو البشر ، فإنهم يحصلون على الطاقة من الطعام وعندما يتم العمل بواسطة الآلات، فإنهم يحصلون على الطاقة من الكهرباء أو الوقود.

تعريف الشغل

يبذل عندما تنتج القوة نوعًا من الحركة، على سبيل المثال ، عندما يتسلق الرجل جبلًا ، يتم العمل لأنه أثناء تسلق الجبل يتحرك عكس قوة الجاذبية. ومن ثم ، فإن العمل يعتمد على عاملين هما:

• حجم القوة.
• الاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم بعد تطبيق القوة عليه.

ومن ثم ، فإن الشغل يتم قياسه بحاصل ضرب إزاحة الجسم والقوة والواقعة عليه جنبًا إلى جنب مع اتجاه القوة.

الشغل = القوة * (الإزاحة) المسافة.

Work = F * S

F هي القوة ، و S هي الإزاحة

وفي النظام الدولي للوحدات يقاس الشغل بـ “الجول”.

بما ان اتجاه القوة عامل مؤثر في الشغل، لذلك إذا تم إزاحة الجسم بواسطة S بينما تعمل القوة F عليه ، في مثل هذه الحالة

الشغل = F * S * جيب تمام (الزاوية الواقعة بين متجه القوة ومتجه الإزاحة.)

جيب تمام الزاوية يسمى ” Cos “

عندما يدفع شخص صندوقًا بالقوة F ويتحرك الصندوق مسافة S في اتجاه القوة المطبقة ، فإن الزاوية بين F و S تساوي 0.

ولأن Cos 0 = 1 ، فإن جيب تمام الزاوية لا يوضع في المعادلة عنما تكون القوة في نفس اتجاه الإزاحة.

شيء واحد يجب ملاحظته هنا هو أن القوة تعمل عندما تنتج حركة في جسم ما، على سبيل المثال ، يحاول الرجل تحريك الجدار ولكن الجدار لا يتحرك ، وبالتالي فإن الشغل الذي يقوم به الرجل يساوي “صفر” حيث لا توجد إزاحة ناتجة، لكنه يفقد طاقته لأنه في محاولته دفع الجدار يبسط عضلاته وبالتالي يشعر بالتعب.

وبالتالي ، فإن هذا يوضح أن الشغل لا يحتاج إلى القيام به كلما تم تطبيق قوة على جسم ما، بل يتم الشغل فقط عندما يمكن للقوة المطبقة تغيير اتجاه الكائن أو تحريكه.

تعريف الطاقة

تسمى قدرة الرجل التي تسمح له بالقيام بالشغل باسم “الطاقة”، بكلمات بسيطة ، الطاقة هي القدرة على بذل الشغل، والطاقة لها مقدار لكن ليس لها اتجاه، والطاقة لا يمكن إنشاؤها ولا تدميرها ، بل يمكن أن تتغير فقط في شكلها.

ويمكن العثور على الطاقة في أشياء كثيرة ، وبالتالي هناك العديد من أشكال الطاقة، وأهم أنواع الطاقة هي الطاقة الحركية وطاقة الوضع.

وتشير الطاقة الحركية إلى طاقة الجسم بسبب حركته أو إزاحته،وهي تشير إلى الشغل المطلوب لتسريع جسم له كتلة معينة.

بعد اكتساب الجسم للطاقة ، فإنه يحافظ على الطاقة الحركية (التسارع) حتى تتغير سرعته.

وصيغة قياس الطاقة الحركية هي :  K.E. = 1/2 m v2

و m تشير لكتلة الجسم، بينما v تشير إلى السرعة التي يتحرك بها.

ومن هنا يمكننا القول من أن :

• طاقة الحركة تتضاعف كلما تضاعفت كتلتة الجسم.
• إذا انخفضت كتلة الجسم إلى النصف ، فإن الطاقة الحركية تنخفض أيضًا إلى النصف.
• تزداد الطاقة الحركية للكتلة بمقدار أربع مرات عندما تتضاعف السرعة.

وحدة قياس الطاقة

إذا كانت الكتلة محسوبة بوحدة الكيلوجرام، والسرعة بوحدة متر / الثانية، فإن الطاقة الحركية تقاس بوحدة  كيلوجرام متر مربع / ثانية مربعة.

وتقاس الطاقة الحركية عادةً بوحدات الجول (J)، وكل واحد جول يساوي 1 كجم م 2 / ثانية 2.

أنواع الطاقة:

بجانب طاقة الوضع وطاقة الحركة توجد أنواع كثيرة من الطاقة، منها:

الطاقة الكيميائية: تشير إلى الطاقة التي تطلقها المواد الكيميائية عند خضوعها لتفاعل كيميائي والذي يتحول إلى مواد أخرى.

الطاقة الميكانيكية: يشار إليها بمجموع الطاقة الكامنة والطاقة الحركية.

الطاقة الكهربائية: تنتج هذه الطاقة نتيجة الحركة التي تحدث بين الجسيمات المشحونة كهربائيًا.

الطاقة المغناطيسية: يتم إنشاء مجال مغناطيسي بواسطة التيارات الكهربائية، لذلك تعرف الطاقة التي هي شكل الإلكترونات بالطاقة المغناطيسية.

الطاقة النووية: هي الطاقة التي يتم إطلاقها أثناء عملية الانشطار أو الاندماج خاصة عند استخدامها لتوليد الكهرباء.

الطاقة الحرارية: تنتج هذه الطاقة نتيجة حركة الذرات أو الجزيئات في المواد الصلبة والسوائل والغازات.

الفرق بين

القوة والشغل والطاقة

الشغل كما ذكرنا يشير لعملية نقل الطاقة لتحريك جسم ما عبر تطبيق قوة عليه، ويقاس بالجول.

أما القوة فهي كمية الطاقة التي تنتقل في وحدة الزمن أو المعدل الذي يتم به الشغل ويقاس بوحدة جول / الثانية.

والطاقة هي القدرة على أداء الشغل وتقاس بالجول. [1]