العلوم الفيزيائية — العمل والطاقة الحركية — الأولى ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

في هذا الدرس، سنتناول موضوع العمل والطاقة الحركية الخاص بمادة العلوم الفيزيائية لتلاميذ الأولى ثانوي (الشعب العلمية). يعتبر مفهوم العمل والطاقة من المفاهيم الأساسية في الفيزياء، حيث يربط بين القوى المؤثرة على جسم وحركته.

مفهوم عمل قوة

عمل قوة F ثابتة أثناء إزاحة مستقيمة AB يعطى بالعلاقة: W = F × AB × cos α حيث α هي الزاوية بين القوة والإزاحة. يقاس العمل بالجول (J). إذا كانت الزاوية α = 0°، يكون العمل موجباً (عمل محرك). إذا كانت α = 90°، يكون العمل معدوماً. إذا كانت α = 180°، يكون العمل سالباً (عمل مقاوم).

الطاقة الحركية

الطاقة الحركية لجسم كتلته m يتحرك بسرعة v تعطى بالعلاقة: Ec = (1/2)mv². تقاس بالجول (J). مبدأ انحفاظ الطاقة الحركية: مجموع أعمال القوى المؤثرة على جسم يساوي التغير في طاقته الحركية: ΣW = ΔEc = Ec2 – Ec1.

أمثلة تطبيقية

المثال الأول: جسم كتلته 2kg يتحرك بسرعة 3m/s. طاقته الحركية: Ec = (1/2)×2×3² = 9J.

المثال الثاني: قوة أفقية مقدارها 10N تؤثر على جسم فتزيحه مسافة 5m على أرض أفقية. العمل: W = 10×5×cos0° = 50J.

تمارين للتدريب

1. احسب العمل الذي تبذله قوة شد مقدارها 20N في إزاحة جسم مسافة 3m بزاوية 30°.
2. سيارة كتلتها 1000kg تتحرك بسرعة 72km/h. احسب طاقتها الحركية.
3. قوة مقاومة مقدارها 50N تؤثر على جسم متحرك بزاوية 180°. احسب العمل لهذه القوة خلال إزاحة 4m.

خلاصة

العمل والطاقة الحركية مفهومان مترابطان. مبدأ انحفاظ الطاقة الحركية أداة قوية لحل مسائل الميكانيكا. يجب فهم العلاقة بين القوة والإزاحة والزاوية.

دروس ذات صلة

• درس الحركة المستقيمة المنتظمة – دراسة تحليلية للحركة.
• درس توازن جسم صلب – شروط توازن الأجسام الصلبة.