تعريف الشغل والطاقة

تعريف الشغل

دخل مفهوم الشغل كل المجالات حتى مجال الفلسفة ، إذ يمكن تعريف الشُغل (بالإنجليزية: Work) فيزيائياً بأنه مقدار الطاقة اللازمة لتحريك جسم ذي كتلة مُعينة لمسافة مُعينة، ولا يقتصر مفهوم الشُغل على تحريك الأجسام فقط فهو مفهوم عام يُعَبر عن انتقال الطاقة إلى الجسم، فضغط الغازات داخل الأسطوانة شُغل أيضاً.

ويُمكن التعبير عن الشُغل رياضياً بأن الشغل هو حاصل ضرب فرق المسافة التي يقطعها الجسم مع القوة الموثرة عليه، ومن المُمكن أن يكون الشُغل سلبياً ليُعبر عن مِقدار الطاقة المأخوذه من الجسم، ويمكن قياس الشُغل بوحدة الجول وهي (نيوتن.متر)، ويمكن كتابة المعادلة الرياضية للشغل على النحو الآتي:

الشغل= القوة المؤثرة × الإزاحة

وبالرموز:

ش= ق × ف

إذ إن:

• ش: الشغل المؤثر على الجسم، بوحدة الجول.
• ق: القوة المؤثرة على الجسم، بوحدة النيوتن.
• ف: الإزاحة التي يقطعها الجسم، بوحدة المتر.

تعريف الطاقة

يرتبط مفهوم الطاقة فيزيائيًا بمفهوم الشُغل، كما يرتبط كل من الشغل والطاقة بمفهوم القوة ، فالطاقة (بالإنجليزية: Energy) تُعبر عن قدرة النظام على إنشاء الشُغل، وتقاس بوحدة الجول أيضاً، ومن الجدير ذكره أن الطاقة تقبع تحت أحد المسلمات بقوانين الفيزياء وهو قانون حفظ الطاقة الذي ينص على أن "الطاقة لا تفنى ولا تُستحدث ولكن تتحول من شكل الى آخر"، وذلك يدل على أن الطاقة لا تُخلق من عدم ولا يمكن أن تتلاشى ولكن بإمكانها أن تتحول من نوع إلى نوع.

كما تنقسم الطاقة إلى نوعين أساسيين وهما؛ الطاقة الحركية وطاقة الوضع، ولها العديد من الاشكال منها:

• الجاذبية الأرضية.
• الطاقة الإشعاعية.
• الطاقة النووية.
• الطاقة الكيماوية.
• الطاقة الميكانيكية.
• الطاقة الكهربائية.
• الطاقة الحرارية.

وحدة قياس الشغل والطاقة

كما ذُكر سابقاً فإنّ العلاقة بين الشغل والطاقة تظهر من خلال أن وحدة الشُغل تُشابه وحدة الطاقة، إذ تعدّ وحدة الجول هي الوحدة المعتمدة لقياس الطاقة في نظام الوحدات العالمي ، وقد جاءت مُسميات الوحدات نسبة إلى العالم الذي اكتشفها، لذلك يتضح أن الشُغل أو الطاقة يرتبطان بعالمين اثنين من علماء الفيزياء وهما:

إسحق نيوتن

إسحق نيوتن ( Isaac Newton) عالم فيزيائي وُلد في إنجلترا عام 1642، التحق إلى كلية ترينيتي في كامبريدج عام 1661م، لكن لسوء الحظ لم يستطيع إكمال دراسته بسبب مرض الطاعون الذي انتشر في أوروبا آن ذاك، فقرر التركيز على الرياضيات والفيزياء وحده، وقد كان أول من فهم العديد من الظاهر مثل الجاذبية وألوان الطيف وغيرها.

جيمس بريسكوت جول

وُلد العالم جيمس بريسكوت جول ( James Prescott Joule) عام 1818 في إنجلترا، التحق بجامعة مانشستر عام 1835م، وقد ساهم جول بالعديد من القوانين الفيزيائية والعديد من الإنجازات التي لا تقل أهمية عن نيوتن، أهمها قانون حفظ الطاقة.

يمكن تعريف الشُغل فيزيائياً بأنه مقدار الطاقة اللازمة لتحريك جسم ذي كتلة مُعينة لمسافة مُعينة، ويمكن التعبير عنه من خلال القانون؛ الشغل= القوة × الإزاحة، ويقاس بوحدة الجول، ويرتبط الشغل ارتباطًا مباشرًا بالطاقة التي تقاس هي أيضًا بوحدة الجول، وترتبط تلك الوحدة بالعالمين إسحاق نيوتن وجيمس جول، ويوجد العديد من الأشكال للطاقة؛ كالطاقة الإشعاعية، والطاقة النووية، والطاقة الكيماوية، والطاقة الميكانيكية، والطاقة الكهربائية، والطاقة الحرارية.