بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة والشغل في علم الفيزياء هو عبارة عن العمل الميكانيكي أو كمية الطاقة التي يتم استعمالها في تحريك الأجسام عن طريق قوة ما لمسافة ما ويتم قياس الشغل الفيزيائي بوحدة قياس تسمى الجول Joule حيث من الممكن أن ينعدم الشغل تماماً حتى في وجود قوة مؤثرة عليه مثل التعرض لحالات القوى الطاردة المركزية التي توجد في الحركة الدورانية لجسم ما ولذلك فهي لا تقوم ببذل أي شغل وذلك لأن طاقة الحركة لجسم ما فإنها في تلك الحالة لا تتغير ولذلك فإننا سوف نقوم بعمل بحث شامل عن الشغل والطاقة والحركة بالتفصيل .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. وحدات الطاقة :
- يتم تحويل وحدات الطاقة أو وحدات الشغل بتلك العلاقات التالية :
- 1 جول = مقدار 1 كيلوجرام. متر2. ثانية −2 .
- 1 إرج = مقدار 1 جرام. سم2. ثانية −2 .
- 1 جول = مقدار 107 إرج .
- 1 كيلو واط ساعة =مقدار 3,6. 106 جول .
- 1 حصان = مقدار 2,68. 106 جول .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. حساب الشغل في الرياضيات في حالة تطابق اتجاه القوة مع اتجاه الحركة :
- كما ذكرنا من قبل في تعريف الشغل فإن الشغل هو تلك كمية الطاقة المُستخدمة في تحريك جسم ما بقوة ما ومسافة ما .
- وحدة قياس الشغل بالجول Joule وهي عبارة عن وحدة قياس الشغل الفيزيائي وذلك حسب النظام العالمي للوحدات.
- يُرمز للجول بالرمز J ويتم الرمز للشغل بالرمز W .
- والجول J هو عبارة عن مقدار القوة المبذولة على جسم ما لإزاحته وذلك بمقدار 1 متر في نفس إتجاه القوة .
- ويتم حساب الشغل حسب مدى القوة والإزاحة ولذلك فإن الشغل هو عبارة عن الجداء السلمي للقوة وأيضاً للإزاحة .
- وفي حالة إن كانت قيمة الشغل كبيرة , فذلك يُعني أن القوة المؤثرة على الشغل كانت قد عملت على إزاحة ذلك الجسم بعيداً .
- وبذلك فإن القيمة القليلة للشغل تُعني أن القوة لم تقم بتحرك هذا الجسم لمسافة بعيدة عنه .
- ويتم القيام بحساب قيمة الشغل من خلال القيام بضرب قيمة القوة بالنيوتن في الإزاحة بالمتر في جيب تمام الزاوية بين متجه القوة واتجاه الحركة .
- وتكون الصيغة المُستعملة لحساب الشغل هي كما يلي : (Work = F × D × Cosine(θ .
- ويمكن حساب الشغل بتلك الخطوات الأساسية التالية وهي :
- أولاً قم بتحديد اتجاه متجه القوة واتجاه الحركة .
- ثم قم بحساب الإزاحة .
- وبعد ذلك قم بحساب القوة المؤثرة للشغل .
- ثم قم بضرب مقدارة القوة في الإزاحة ومثال على ذلك : الشغل يساوي حاصل ضرب مقدار القوة (0.35 نيوتن) في الإزاحة (2 متر) أي بما يساوي : 0.35 × 2 = 0.7 joules .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. حساب الشغل في الرياضيات في حالة وجود زاوية بين اتجاه القوة واتجاه الحركة :
- وفي تلك الحالة يمكن يتم تحديد مقدار القوة ومقدار الإزاحة مثل الطريقة السابقة عند حساب الشغل في حالة تطابق إتجاه القوة مع إتجاه الحركة .
- ثانياً يتم حساب الزاوية بين إتجاه القوة وبين إتجاه الإزاحة .
- ثم قم بضرب مقدار تلك القوة في الإزاحة في جيب تمام الزاوية أي (F × D × Cosine(θ .
- ولذلك لابد أن يكون هناك آلة حاسبة من أجل حساب تمام الزاوية .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. نظرية الطاقة الحركية والعمل :
- ويقوم مبدأ الطاقة الحركية والعمل على أن العمل الذي يقوم به الإنسان يكون به جميع القوى العاملة على جسيم .
- أي عمل القوة الناتجة يساوي مدى التغير في الطاقة الحركية لجسيم العمل = ΔKE .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. مفهوم الآلات البسيطة :
- الآلات البسيطة في علم الفيزياء وعلم الميكانيكا هي عبارة عن آلة حراكية تعمل على تغير إتجاه أو قيمة القوة .
- وتقوم الآلات البسيطة بعملها من خلال استعمال مقدار قوة واحدة للقيام بالشغل ضد حمولة واحدة وذلك بغض النظر عن الإحتكاك نفسه .
- ويصبح العمل الذي تم تطبيقه مساوياً لذلك العمل الناشئ والناتج عن قوة الحمولة نفسها .
- وأول ما عرف الآلات البسيطة هم علماء عصر النهضة وهو عبارة عن عصر أو حركة ثقافية امتدت من القرن الرابع عشر إلى القرن السابع عشر الميلادي .
- والآلات البسيطة هي عبارة عن الرافعة والملفاف والبكرة والسطح المنحدر والإسفين والمحوى أو البرغي كما يُعرف .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. مفهوم عمل آلة الرافعة A Lever :
- وآلة الرافعة هي نوع من أحد أنواع الآلات البسيطة التي يتم استعمالها في الأساس من أجل القيام برفع أو خفض المواد أو الأشياء الثقيلة .
- ومن ثم القيام بنقلها أفقياً إلى مكان أخر .
- ويتم تجهيز الأغراض في الغالب من خلال مرفاع وسلاسل وأسلاك حديدية وبكرات محزوة .
- وتعتمد الآلة الرافعة على العمل على مضاعفة القوة المستعملة والعمل على خلق فائدة كيميائية تجعلها قادرة على القيام بتحريك الأحمال المختلفة والتي تتجاوز حجم القدرة الطبيعية للإنسان .
- ومن الإستخدامات التي يتم بها استعمال آلة الرافعة هي استعمالها في القيام بأشغال النقل من أجل القيام بتحميل وتفريغ شحنات البضائع في كلاً من المخازن والموانئ وأيضاً محطات القطارات .
- كما يتم استعمالها في أشغال البناء والتشييد والعمارة من أجل القيام بنقل مواد البناء .
- ويتم أيضاً استعمال آلة الرافعة في أشغال التصنيع والمصانع من أجل القيام بتركيب وتجميع المعدات الثقيلة لإنجاز هذا العمل .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. أنواع الآلة الرافعة A Lever :
يوجد أنواع متعددة من آلة الرافعة وهي كما يلي :
- الرافعة البرجية وهي تُعد من أهم المعدات والآلات البسيطة والتي تُستعمل في مواقع البناء وتحميل مواد ورفعها مما يساعد في إنجاز العمل بسرعة كبيرة .
- الرافعة المجنزرة أو الرافعة الزحافة والتي يتم نقلها على جنزير أو زحّافة .
- الرافعة الجسرية والتي يمكن استعمالها في الأماكن العامة وأيضاً في الأماكن المفتوحة خاصة في مصانع الحديد والصلب ومصانع الرخام والتي تحتاج القيام برفع أثقال لمناطق قريبة مثل القيام بتحميل البضائع إلى الشاحنات ومن ثم إفراغها مرة أخرى حيث يتم استعمالها بكثرة في الموانئ من أجل القيام بحمل الحاويات المختلفة .
- الرافعة السقفية وهي عبارة عن آلة بسيطة يتم استعمالها في المناطق المغلقة داخل المصانع وسُميت الرافعة السقفية بهذا الإسم نظراً لأنها تتموضع تحت سقف المصنع ومن ثم تتحرك وفق مسار وذلك على طول المصنع والتي يتم استعمالها لنفس اغراض الرافعة الجسرية .
بحث عن الشغل والطاقة والآلات البسيطة .. مفهوم عمل آلة الملفاف :
- وآلة الملفاف هي عبارة عن آلة بسيطة يتم استعمالها من أجل القيام برفع الأحمال المختلفة والمتنوعة .
- وهي إحدى الآلات البسيطة التي عرفها أو اكتشفها الإغريق والعرب منذ قديم الزمان .
- حيث يتكون أبسط أنواع آلة الملفاف من أسطوانة يتم تثبيتها على عجل بحيث تدوران على نفس المحور .
- ومن أهم مزايا آلة الملفاف هي قدرتها على القيام برفع الأحمال الثقيلة والتي لا تتطلب سوى القليل من جهد الإنسان .
- ويمكن القيام بتحديد النسبة بين الاثنين بالقانون التالي: حاصل ضرب القوة في نصف قطر العجل يساوي حاصل ضرب الحمل في نصف قطر الأسطوانة .
- كما يمكن إختصار ذلك القانون بالمعادلة التالية مع مراعاة أن ق هي القوة , ن هي نصف قطر العجل , ل هي الحمل , ع هي نصف قطر الأسطوانة .
- وتكون المعادلة كما يلي : ق × ن = ل × ع أو تكون كما يلي : ل/ق = ن/ع .
- ومن الإستعمالات المهمة لآلة الملفاف هي استعمالها في القيام برفع المياه من الآبار حيث يتم استعمال فيها ذراع تدوير والذي يكون بديلاً عن العجل في تلك الآلة .
معلومات الكاتب
