تعريف العمل في الفيزياء

في الفيزياء، يتم تعريف العمل على أنه فرض مما تسبب في حركة - أو إزاحة - شيء. في حالة وجود قوة ثابتة ، يكون العمل هو الناتج التدريجي للقوة التي تعمل على جسم ما والإزاحة التي تسببها تلك القوة. على الرغم من كل من القوة والنزوح المتجه الكميات ، لا يوجد اتجاه للعمل بسبب طبيعة المنتج القياسي (أو المنتج النقطي) في ناقلات الرياضيات. يتوافق هذا التعريف مع التعريف الصحيح لأن القوة الثابتة تتكامل فقط مع ناتج القوة والمسافة.

تابع القراءة لمعرفة بعض الأمثلة الواقعية للعمل بالإضافة إلى كيفية حساب مقدار العمل الجاري.

هناك أمثلة عديدة للعمل في الحياة اليومية. قاعة الفيزياء يلاحظ القليل: حصان يسحب المحراث عبر الحقل ؛ أب يدفع عربة بقالة أسفل ممر محل بقالة ؛ طالبة تحمل حقيبة ظهر مليئة بالكتب على كتفها ؛ رفع الأثقال رفع الحديد فوق رأسه ؛ وأوليمبي يطلق رمي الجلة.

بشكل عام ، لكي يحدث العمل ، يجب بذل قوة على جسم ما مما يجعله يتحرك. لذا ، فإن الشخص المحبط الذي يدفع ضد الجدار ، فقط لإرهاق نفسه ، لا يقوم بأي عمل لأن الجدار لا يتحرك. لكن ، كتابًا يسقط من طاولة ويضرب الأرض سيعتبر عملاً ، على الأقل من حيث الفيزياء ، لأن القوة (الجاذبية) يعمل على الكتاب مما يتسبب في نزوحه في الاتجاه النزولي.

من المثير للاهتمام ، أن النادل الذي يحمل صينية عالية فوق رأسه ، مدعومًا بذراع واحدة ، أثناء سيره بخطى ثابتة عبر الغرفة ، قد يعتقد أنه يعمل بجد. (قد يكون حتى عرقًا.) ولكن ، بحكم التعريف ، لا يفعل أي عمل. صحيح ، يستخدم النادل القوة لدفع الدرج فوق رأسه ، وصحيحًا أيضًا ، يتحرك الدرج عبر الغرفة أثناء سير النادل. لكن ، القوة - رفع النادل للصينية - لا سبب صينية للتحرك. يشير الفصل الفيزيائي إلى أنه "من أجل التسبب في النزوح ، يجب أن يكون هناك عنصر قوة في اتجاه النزوح".

الحساب الأساسي للعمل بسيط للغاية في الواقع:

W = Fd

هنا ، يشير حرف "W" إلى العمل ، "F" هي القوة ، و "d" تمثل الإزاحة (أو المسافة التي يسافرها الجسم). الفيزياء للأطفال يعطي هذا المثال المشكلة:

لاعب بيسبول يرمي كرة بقوة 10 نيوتن. الكرة تسير 20 مترا. ما هو العمل الكلي؟

لحلها ، تحتاج أولاً إلى معرفة أن نيوتن يعرف بالقوة اللازمة لتوفير كتلة 1 كيلوغرام (2.2 رطل) مع تسارع 1 متر (1.1 ياردة) في الثانية. يتم اختصار النيوتن بشكل عام كـ "N." لذا ، استخدم الصيغة:

W = Fd

وبالتالي:

W = 10 N * 20 مترا (حيث يمثل الرمز "*" الأوقات)

وبالتالي:

العمل = 200 جول

أ جول، وهو مصطلح يستخدم في الفيزياء ، يساوي الطاقة الحركية للكيلوغرام الواحد الذي يتحرك بسرعة متر واحد في الثانية.