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 كمية الطاقة التي تبذل عندما تؤثر قوة على جسم ما وتنقله مسافة في اتجاه تلك القوة. يقاس العمل بالجول (J)، وهو وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات (SI).
العلاقة بين القوة والمسافة والعمل
يرتبط العمل الميكانيكي ارتباطًا مباشرًا بالقوة المؤثرة ومسافة انتقال الجسم. تُعطى العلاقة بالمعادلة التالية:
“`
العمل = القوة × المسافة
“`
حيث:
العمل هو مقدار العمل الميكانيكي المبذول، يقاس بالجول (J).
القوة هي مقدار القوة المؤثرة على الجسم، تقاس بالنيوتن (N).
المسافة هي المسافة التي ينتقل بها الجسم في اتجاه القوة، تقاس بالمتر (م).
أمثلة على العمل الميكانيكي
هناك العديد من الأمثلة على العمل الميكانيكي في الحياة اليومية، ومنها:
دفع عربة التسوق: عند دفع عربة التسوق عبر متجر البقالة، فإنك تبذل قوة على العربة وتنقله مسافة في اتجاه تلك القوة.
رفع صندوق: عند رفع صندوق عن الأرض، فإنك تبذل قوة على الصندوق وتنقله مسافة في اتجاه تلك القوة.
قيادة سيارة: عند قيادة سيارة، فإنك تمارس قوة على دواسة الغاز وتتسبب في تحرك السيارة مسافة في اتجاه تلك القوة.
حساب العمل الميكانيكي
لحساب العمل الميكانيكي، تحتاج إلى معرفة القوة المؤثرة ومسافة انتقال الجسم. ببساطة اضرب القوة في المسافة.
على سبيل المثال، إذا دفعت عربة حاسوب مسافة 10 أمتار بقوة أفقية مقدارها 50 نيوتن، فإن مقدار العمل الميكانيكي الذي تبذله هو:
“`
العمل = القوة × المسافة = 50 نيوتن × 10 متر = 500 جول
“`
اتجاه القوة والعمل
يتأثر اتجاه العمل الميكانيكي باتجاه القوة المؤثرة. إذا كانت القوة في نفس اتجاه حركة الجسم، فإن العمل يكون موجبًا. إذا كانت القوة في الاتجاه المعاكس لحركة الجسم، فإن العمل يكون سالبًا.
العمل الميكانيكي الصفري
لا يتم إنجاز عمل ميكانيكي عندما تؤثر قوة على جسم لا يتحرك في اتجاه تلك القوة. على سبيل المثال، إذا دفعت جدارًا بقوة، فلن يتم إنجاز عمل ميكانيكي لأن الجدار لا يتحرك.
العمل الميكانيكي هو مفهوم أساسي في الفيزياء يصف كمية الطاقة التي تبذل عندما تؤثر قوة على جسم ما وتنقله مسافة في اتجاه تلك القوة. ترتبط قوة العمل ارتباطًا مباشرًا بالقوة المؤثرة ومسافة انتقال الجسم. هناك العديد من الأمثلة على العمل الميكانيكي في الحياة اليومية، بما في ذلك دفع عربة التسوق ورفع صندوق وقيادة سيارة. لحساب العمل الميكانيكي، تحتاج إلى معرفة القوة المؤثرة ومسافة انتقال الجسم.