ماهي وحدة قياس الشغل
ماهي وحدة قياس الشغل
ما هي وحدة قياس العمل؟ هو سؤال مهم في الفيزياء ، حيث أن العمل الميكانيكي يعني تحريك جسم مسافة بسبب تأثير قوة خارجية عليه ، وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن العمل الميكانيكي ، وسنشرح وحدة القياس المستخدمة للتعبير عن العمل.
ما هو الشغل الميكانيكي
الشغل هو قياس مقدار الطاقة التي تحدث عندما يتحرك جسم ما مسافة تحت تأثير قوة خارجية ، مع تطبيق جزء من القوة في نفس اتجاه حركة الجسم ، وإذا كانت القوة ثابتة ، فيمكن حساب الشغل الميكانيكي عن طريق الضرب طول المسار بواسطة قيمة القوة المؤثرة على طول المسار ، وكل هذا يحدث بسبب انتقال الطاقة من قوة خارجية مؤثرة على الجسم إلى الجسم على شكل حركة ، ولا يمكن القول بوجود عمل إذا لم يتحرك الجسم مسافة معينة من جسمه. وضع البداية ، على سبيل المثال ، عند ضرب صندوق بقوة معينة ويتحرك هذا الصندوق على مسافة معينة من موضع البداية ، يحدث العمل ، ولكن إذا كانت هناك قوة معينة تؤثر على الصندوق ولم يتحرك الصندوق أو يتحرك ، ولكنه عاد إلى موضعه الأصلي ، فلا يتم تنفيذ العمل لذلك ، فإن العمل الميكانيكي يعبر عن التغيير المكاني للجسم بسبب القوة ، وباختصار يمكننا القول أن عمل الميكانيكي هو يأتي مما يلي:
- القوة: قوة خارجية تؤثر على الجسم.
- Offset: المسافة التي يتحرك بها الكائن عن موضعه الأصلي.
أنواع الأعمال الميكانيكية
في الواقع ، هناك ثلاث حالات فيزيائية رئيسية للعمل الميكانيكي:
العمل الميكانيكي الإيجابي
يحدث الشغل الميكانيكي الإيجابي عندما يتحرك الجسم في نفس اتجاه قوة خارجية تؤثر على الجسم ، وفي هذه الحالة يُقال إن العمل الميكانيكي قد اكتمل. أمثلة على العمل الإيجابي هي كما يلي:
- عندما يتم شد الزنبرك ، يكون الشغل الذي تقوم به قوة التمدد موجبًا لأن القوة تعمل في نفس اتجاه إزاحة الزنبرك.
- عندما يقع الجسم بحرية تحت تأثير الجاذبية ، يكون الشغل الذي تقوم به الجاذبية موجبًا عندما ينزاح الجسم في نفس اتجاه الجاذبية.
- عندما يتمدد الغاز داخل الأسطوانة ، يكون الشغل الذي تقوم به القوة موجبًا لأن الإزاحة في نفس اتجاه القوة.
العمل الميكانيكي السلبي
يحدث الشغل الميكانيكي السلبي عندما يتحرك الجسم عكس اتجاه قوة خارجية تعمل عليه ، والأمثلة على العمل السلبي هي كما يلي:
- الشغل المبذول ضد الاحتكاك سالب لأن قوة الاحتكاك موجهة دائمًا في الاتجاه المعاكس للإزاحة.
- الشغل المنجز أثناء رفع الجسم سالب لأن الجاذبية والإزاحة في الاتجاه المعاكس.
صفر عمل ميكانيكي
عندما يحدث صفر عمل ميكانيكي عندما تكون الزاوية بين القوة والإزاحة 90 درجة ، وفي هذه الحالة لا يتم تنفيذ أي عمل ميكانيكي. أمثلة على العمل الصفري كما يلي:
- الشغل الذي تقوم به قوة الجاذبية المركزية المؤثرة على جسم يتحرك في دائرة بسرعة ثابتة هو صفر لأن الزاوية بين قوة الجاذبية وحركة الجسم تساوي 90 درجة.
- الشخص الذي يحمل شيئًا معينًا ويمشي على طريق أفقي لا يؤدي عملاً وليس لديه عمل ، لأن الزاوية بين الرفع والحركة 90 درجة.
ما هي وحدة قياس العمالة
الوحدة القياسية المستخدمة لقياس الشغل الميكانيكي المنجز في الفيزياء هي الجول ، والتي يُشار إليها في المعادلات الفيزيائية بالرمز J ، لأن الجول هو مقدار الطاقة المنقولة عند تطبيق قوة مقدارها 1 نيوتن على جسم ما ويتم تحريك هذا الجسم بمقدار متر واحد ... وحدة الطاقة هي نفس وحدة العمل في الفيزياء ، لأن العمل الميكانيكي هو الطاقة ، ووحدة الجول لقياس العمل الميكانيكي هي نيوتن لكل متر في نظام الوحدات العالمي. وبالتالي ، فإن الشغل الميكانيكي يساوي القوة المؤثرة على الشغل مضروبة في الإزاحة ، ويمكن كتابة قوانين الشغل الميكانيكي على الحركة الأفقية على النحو التالي:
الشغل = القوة × الإزاحة
U = s x v
في حين:
X ← الشغل: هذا هو مقدار الشغل الذي تم بالقوة ووحدته هي الجول.
S ← القوة: هي قوة خارجية تعمل على الجسم ، ووحدة القياس هي نيوتن.
Q → Offset: هذا هو مقدار إزاحة كائن من موضعه الأصلي ووحدة قياسه.
إذا كان الجسم مائلاً عن سطح الأرض وكانت هناك زاوية بين القوة والإزاحة ، فسيكون القانون على النحو التالي:
الشغل = القوة × الإزاحة × الزاوية التجميلية
U = s x q x cos∅
في حين:
X ← الشغل: هذا هو مقدار الشغل الذي تم بالقوة ووحدته هي الجول.
S ← القوة: هي قوة خارجية تعمل على الجسم ، ووحدة القياس هي نيوتن.
Q → Offset: هذا هو مقدار إزاحة كائن من موضعه الأصلي ووحدة قياسه.
Ctv ← cos زاوية: الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الإزاحة.
أمثلة على الأعمال الميكانيكية
هناك العديد من الأمثلة على العمل الميكانيكي ، على سبيل المثال ، عند العمل في حركة أفقية ، عندما يتم تطبيق قوة مقدارها 40 نيوتن على صندوق وتم تحريك هذا الصندوق مسافة 2 متر من موقعه الأصلي ، يكون العمل الميكانيكي: [4]
الشغل = القوة × الإزاحة
U = s x v
U = 40 نيوتن × 2 متر
U = 80 نيوتن متر
U = 80 جول
وبالتالي ، فإن الشغل الميكانيكي المنجز مع الصندوق هو 80 جول.
يمكنك أيضًا حساب الشغل المبذول على سطح مائل باستخدام قوانين الشغل الفيزيائية ، على سبيل المثال ، إذا أثرت قوة على جسم 63 نيوتن وفي اتجاه يصنع زاوية 60 درجة مع المستوى الأفقي ، وكانت إزاحة الجسم عن موضعه الأصلي 3 أمتار ، ثم يتم العمل على قدم المساواة:
الشغل = القوة × الإزاحة × الزاوية التجميلية
U = s x q x cos∅
U = 63 نيوتن × 3 متر × زاوية cos 60
نظرًا لأن جيب التمام 60 يساوي 0.5 ، يكون الحل كما يلي:
U = 63 نيوتن × 3 متر × 0.5
ش = 94.5 نيوتن متر
U = 94.5 جول
وبذلك يكون الشغل الميكانيكي الذي ينتجه الجسم 94.5 جول.
وحدة قياس الشغل هي نيوتن
- وحدة قياس الطاقة
- وحدة قياس القدرة
- قانون الشغل
- أنواع الشغل
- قانون الشغل المبذول
- الجول وحدة قياس
- مسائل في الشغل
