القوة والشغل والطاقة من الكلمات التي نستعملها بكثرة في حياتنا اليومية ولكل منهم معني خاص به في علم الفيزياء، كما أنهم من المصطلحات الرئيسية في الفيزياء والعلوم الأخري، ففهم هذه الكلمات يؤدي إلي فهم العديد من الظواهر الطبيعية والاختراعات المختلفة والتطبيقات التي توجد من حولنا بالإضافة إلي فهم المسائل المختلفة في العلوم الأخرى والفيزياء حيث تأثر كل من القوة والشغل والطاقة علي بعضهما البعض بشكل مباشر، ولا يمكن دراسة أي منهم علي حدة ،فلابد من دراسة الطريقة التي تتفاعل بها هذه الكميات مع بعضها البعض وكيفية تأثيرها علي الأجسام من حولها، وستقدم لكم موسوعة اليوم في هذا المقال تعريف كل من القوة والشغل والطاقة وعلاقتهم ببعضهم البعض في السطور التالية.
القوة هي أحد أهم الكميات الأساسية في علم الفيزياء والعلوم الأخرى، فالقوة هي وصف كمي للتفاعل الذي يؤدي إلي للتغير في الحركة، فقد يغير اتجاه الاستجابة لقوة ما، وقد يعمل علي سرعة حركة الجسم أو يبطئها، بمعني آخر القوة هي أي عمل يحافظ علي حركة الجسم أو تشويهها أو تغييرها ،وتعد القوة من الكميات المتجهة التي يتم تحديدها بالمقدار والاتجاه، تقاس القوة بوحدة النيوتن.
وتختلف الأشكال التي توجد بها القوة في الطبيعة فمنها القوة الكهربائية، وقوة الاحتكاك، والقوة التي تؤثر علي الأجسام وتوجد معادلة يمكن أن نطبقها علي مختلف أنواع القوة وهي التسارع في الكتلة المضروبة.
يرتبط الشغل بكمية الطاقة التي تنقل من وإلي الجسم بواسطة القوة، كما تقوم القوة ببذل شغل علي الجسم عند حركته بمقدار الإزاحة ، ويتم تعريف الشغل علي أنه منتج للقوة في حالة أن القوة لا تعمل بالتوازي مع اتجاه الجسم عند حركته ويوجد للشغل العديد من الوظائف كالشغل الكهربائي وهو الشغل الذي يتم بذله علي الجزئيات المشحونة ، أو شغل الديناميكا الحرارية، أو الشغل الميكانيكي.
ويعرف الشغل على أنه مقدار الطاقة التي تلزم لتحريك جسم بكتلة معينة إلي مسافة معينة، ويمكن التعبير بأنه حاصل ضرب فرق الحجم أو المسافة مع القوة التي تؤثر عليه، يقاس الشغل بوحدة الجول أي نيوتن لكل متر.
الطاقة لا تفني ولا تستحدث من عدم ولكن يمكن أن تحول من شكل لآخر، فهي إحدي خصائص المادة التي توجد في الطبيعة منذ نشأتها، فالكون يحتوي علي عنصرين أساسين هما الطاقة والأجسام، فالأجسام يعرفها الجميع، كالحجارة والتراب والذرات وجسم الإنسان،ولكن الطاقة بمثابة المحرك لهذه الأجسام وللطاقة العديد من المزايا في التي تشكل ضوء وحرارة الشمس، وتجعل الإنسان قادرًا علي الحركة، كما يمكن باستخدام المحركات أن تحول الطاقة الحرارية إلي طاقة ميكانيكية، وتحول الطاقة الشمسية إلي طاقة كهربائية.
وتنقسم الطاقة إلي نوعين أساسين هما طاقة الوضع وطاقة الحركة،بالإضافة إلي الأنواع العديدة الاخري من الطاقة ومنها الطاقة الإشعاعية، والطاقة الكيميائية، والطاقة النووية،الجاذبية الأرضية،الطاقة الميكانيكية، والطاقة الكهربائية، والطاقة الحرارية، وتقاس الطاقة بوحدة الجول أي نيوتن لكل متر.
كما ذكرنا من قبل أن كل من القوة والشغل والطاقة تأثر على بعضهما البعض، فالقوة هي المحرك الأساسي للعمليات والأجسام في الكون،وللقوة تأثير كبير علي الأجسام فحينما تؤثر القوة علي جسم ما تؤدي إلي حركته في اتجاه معين، ولا يوجد شغل مبذول إذا لم يتحرك الجسم، حيث تتغير طاقة الجسم بمقدار الشغل المبذول عليه سواء كان سالبًا أو موجبًا.