: العمل و الطاقة الحركية

-
يعرف المفهوم العلمي للعمل

-
يعبر و يحسب عمل قوة ثابتة لجسم صلب في حركة انسحابية.

الأدوات و
المواد المستعملة :

-
دراسة وثيقة

في المفهوم العام تعبر كلمة عمل عن جهد متبوع بإحساس بتعب و هذا لا يعبر عن
المفهوم العلمي للعمل.

عندما يقوم شخص برفع جسم ثقيل
بواسطة حبل ، فإنه يتعب نتيجة الجهد العضلي الذي يبذله، نقول أن هذا الشخص بذل
عملا، و نقصد به الجهد العضلي الذي يبذله و هو عمل فيزيولوجي.

في الحقيقة، من الناحية
الفيزيائية إن الذي بذل عملا هنا هو القوة الساحبة التي تتمثل أيضا في قوة توتر
الحبل حيث انتقلت نقطة تأثيرها مسافة معينة

نشاط:

Eلاحظ الأشكال الثلاثة
المقابلة.

في الشكل – 1: يطبق شخص قوة دفع
على سيارة متوقفة بغية نقلها من النقطة إلى النقطة على مسار مستقيم ، بحيث يكون حامل القوة موازيا للطريق و جهتها من إلى .

في الشكل – 2:يطبق الشخص نفس القوة على السيارة من أجل
نفس الهدف بحيث يكون حامل القوة يصنع زاوية معينة ()
مع الطريق.

في الشكل – 3:يطبق نفس الشخص نفس القوة من أجل نفس
الهدف، و لكن هذه المرة يكون حامل القوة عموديا على الطريق :

Eهل يفلح هذه المرة في
نقل السيارة؟

Eما هو تأثير القوة
على السيارة في كل حالة و في أية حالة يحقق هذا الشخص مبتغاه بسهولة؟

Eما هي الشروط التي
تجعل القوة التي يبذلها الشخص تقوم بعمل ما؟ ما هو تأثير الزاوية a ؟

اعتمادا على النتائج السابقة، يمكننا تعريف
عمل القوة الثابتة عندما تنتقل نقطة تأثيرها من نحو انتقالا مستقيما بالجداء السلمي لشعاع القوة
في شعاع الانتقال:

يقاس العمل بوحدة الجول ().

لتحريك سيارة من نقطة نحو نقطة على مسار مستقيم فإن محركها يبذل قوة أفقية
دافعة تكون في الاتجاه الموجب للحركة
(من X' نحو X)
(شكل - 1) و يكون عملها خلال هذا الانتقال موجبا و قيمته:

و يدعى هذا العمل بالعمل
المحرك.

و إذا افترضنا أن هذه السيارة يتوقف محركها لحظة مرورها من النقطة A
فإن حركتها تتباطأ تحت تأثير قوة احتكاك
ƒ
المعاكسة لها و تتوقف تماما عند النقطة B
(شكل - 2).

فإن عمل هذه
القوة يكون سالبا و مقاوما:

و يدعى هذا
العمل بالعمل المقاوم.

<table align="left" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tr>
<td width="71" height="2">
</td>
</tr>
<tr>
<td>
</td>
<td>
</td>
</tr>
</table>

العمل
الميكانيكي يرتبط بمفهوم القوة و الانتقال معا.

<table align="left" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tr>
<td width="10" height="14">
</td>
</tr>
<tr>
<td>
</td>
<td>
</td>
</tr>
</table>

عندما
يبذل الشخص قوة عضلية لتحريك السيارة مسافة معينة فإن القوة المبذولة تقوم بعمل ميكانيكي عندما
تنتقل نقطة تأثيرها بانتقال السيارة المدفوعة:

في
الشكل – 1: لا يجد الشخص صعوبة كبيرة في دفع السيارة من النقطة إلى النقطة . و تكون الزاوية بين حامل القوة و الطريق هي: و
يكون العمل منجزا على أحسن وجه ().

في الشكل – 2:يجد هنا الشخص
صعوبة شديدة في القيام بنفس العمل السابق و قد يزيد من شدة القوة الدافعة، لأن
حامل القوة لا يكون موازيا للطريق، حيث تكون الزاوية () و يكون العمل منجزا و لكن بفعالية أقل ().

في الشكل – 3: يستحيل
القيام بهذا العمل، لأن القوة المؤثرة على السيارة تكون عمودية على الطريق و هذا
مهما زاد من شدة القوة الدافعة و حتى لو استعان بعشرات الأشخاص تكون الزاوية () و يكون العمل معدوما ().

* يتعلق عمل قوة ثابتة بشدة هذه القوة و بطول المسار و
بوضعية حامل القوة .

* لا تقوم القوة بأي عمل إذا كان حاملها عموديا على
الانتقال.

* يتناسب عمل القوة الثابتة مع جيب تمام الزاوية () المحصورة بين حامل القوة و الطريق.

<table align="left" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tr>
<td width="20" height="17">
</td>
<td width="3">
</td>
<td width="48">
</td>
<td width="208">
</td>
<td width="44">
</td>
<td width="3">
</td>
</tr>
<tr>
<td height="86">
</td>
<td colspan="2">
</td>
<td valign="top" align="left">
</td>
</tr>
<tr>
<td height="63">
</td>
</tr>
<tr>
<td height="68">
</td>
<td>
</td>
<td colspan="4" valign="top" align="left">
</td>
</tr>
<tr>
<td height="53">
</td>
</tr>
<tr>
<td height="68">
</td>
<td colspan="4" valign="top" align="left">
</td>
</tr>
</table>

يكون العمل الموجب محركا في حين أن العمل السالب
يكون مقاوما.