بحث عن الشغل والطاقة والالات البسيطة نقدمه للطلاب والطالبات على موقع الموسوعة؛ فهذه المفاهيم الثلاثة الشغل والطاقة والآلات البسيطة هي من أهم المصطلحات في مجال الفيزياء حيث يعتمد عليها اعتمادًا كبيرًا في تفسير الحركة بأنواعها وتحديد الطاق التي تم بذلها أثناء الحركة واللذان تم من خلالهما ابتكار الآلات البسيطة التي تساعد الإنسان في العمل وتقلل من الجهد المبذول في الشغل.
بحث عن الشغل والطاقة والالات البسيطة
الشغل
- هو القوة أو الطاقة التي يتم بذلها ليتم تحريك جسم ما لمسافة محددة.
- تختلف طاقة الأجسام تبعًا لقدر الشغل الذي يتم بذله سواء كان هذا الشغل سالب أو موجب:
- الشغل الموجب: هو انتقال الطاقة من المحيط الخارجي (وهو كل ما يحيط بالجسم ويؤثر فيه) إلى الجسم وينتج عن ذلك زيادة طاقة الجسم.
- الشغل السالب: هو انتقال الطاقة من الجسم إلى المحيط الخارجي الأمر الذي ينتج عنه قلة طاقة الجسم.
- الشغل = حاصل ضرب القوة الثابتة التي تؤثر على الجسم × إزاحة الجسم المتأثر بالقوة بمعنى أن:
- الشغل = القوة × المسافة؛ (ش = ق × ف).
- الشروط الواجب توافرها في الشغل هي:
- ضرورة وجود قوة مؤثرة.
- تحديد المسافة التي يتحركها الجسم.
- الشغل يقاس بوحدة قياس تسمى الجول أو نيوتن / متر ويساوي:
- 1 جول = 1 نيوتن × متر.
- إذا كانت القوة عمودية على اتجاه الحرجة فإن:
- الشغل = صفر.
- يلزم القيام بشغل أكثر في بعض الأوقات مثل:
- عند قيام شخصين بدفع سيارة في اتجاهين متضادين فإنهما لا يبذلان شغلًا وإنما إذا قام أحدهما بزيادة قوة الدفع وتحركت السيارة للأمام فإنه بذلك قد بذل شغلًا.
- الأسطح الخشنة تحتاج بذل شغل أكبر من الشغل المبذول في حالة كان الجسم على سطح أملس حيث أن قوة الاحتكاك يكون لها تأثير عكس اتجاه القوة المبذولة.
الطاقة
- هي القدرة على يذل الشغل وإحداث التغيير.
- قدر الجسم على بذل الشغل تعني أن هذا الجسم لديه طاقة أي أن طاقة الأجسام تقاس بقدرتها على بذل الشغل.
- وحدة قياس الطاقة = وحدة قياس الشغل = الجول.
- تتميز الطاقة بتنوع أشكالها حيث يمكن أن تأخذ الأشكال الآتية:
- الطاقة الحركية: هي الطاقة التي يقوم الجسم المتحرك باكتسابها وتدل على قدرة الجسم على القيام بالشغل نتيجة القيام بالحركة.
- الطاقة الكامنة: هي طاقة الوضع وهي الطاقة التي يقوم الجسم باختزانها وتدل على قدرة الجسم على بذل الشغل.
- الطاقة الحرارية: هي الطاقة التي يقوم الجسم باكتسابها نتيجة تعرضه للتسخين.
قانون حفظ الطاقة الميكانيكية
- ينص على أن الطاقة لا تفني ولا يمكن استحداثها من العدم حيث أنها لا تنتهي ولا يُمكن أن تكون نفسها بشكل ذاتي ولا يُمكن أن تحول إلى نوع آخر تلقائيًا، لكن أن تحول بطرق كالتالي:
- يمكن أن يتم تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية من خلال الاحتكاك.
- يتم تحويل طاقة الوضع إلى طاقة حركة إذا تعرض الجسم للسقوط الحر.
- الطاقة الميكانيكية: هي مجموع طاقة الحركة وطاقة الوضع لذلك فإن الشغل الذي تقوم القوى المؤثرة على الأجسام بإنجازه يساوى التغير في الطاقة الميكانيكية الكلية.
- طاقة الوضع وطاقة الحركة العلاقة بينهما عكسية بمعني أنه إذا زادت طاقة الحركة فإن طاقة الوضع تقل والعكس.
الآلات البسيطة
- هي أدوات صلبة تستخدم للقيام بالمهام ويتم استخدام القوة الموجودة عند موضع معين والذي يُسمى (الجهد) حتى يمكن التغلب على القوة الأخرى المؤثرة في نقطة أخرى وتسمى (الحمولة).
- هي الأدوات المستخدمة لتغيير مقدار واتجاه ومسافة القوة وذلك بهدف إنجاز شغل (الجهد).
- القوة المبذولة: هي القوة التي يتم بذلها عند استخدام الآلات البسيطة.
- القوة الناتجة: هي القوة التي تقوم بإنتاجها الآلات البسيطة وتسمى المقاومة.
- الحمل: هو وزن الأجسام التي تتحرك نتيجة القوة.
- ذراع القوة: هو الجزء الموجود في الآلات البسيطة ويقع عليه الجهد.
- ذراع المقاومة: هو الجزء المسئول عن توصيل الجهد.
- الفائدة الآلية: هي النسبة بين ذراع القوة وذراع المقاومة.
أنواع الآلات البسيطة
- الروافع: عبارة عن قضيب يدور حول محور يعرف باسم نقطة الارتكاز وفائدتها:
- السطح المائل: كلما زاد الميل كلما تم بذل جهد أكبر.
- الإسفين: هو سطح مائل يستخدم لفصل جسمين.
- البرغي: هو اسطوانه حولها سطح مائل وتقوم أسنان البرغي بتغيير اتجاه القوة المبذولة.
- البكرات: البكرات الثابتة والبكرات المتحركة.
فوائد الآلات البسيطة
- مضاعفة الجهد أو المسافة أو السرعة.
- تغيير اتجاه القوة الناتجة والقوة المبذولة في الاتجاهات العكسية ويعتمد مقدار القوة على طول ذراع القوة المبذولة.
- الدقة في أداء العمل.
- الحفاظ على الأيدي من التلوث.
