عمل

يتم الشغل عندما تنتقل الطاقة من جسم إلى آخر. بمعنى آخر، الشغل هو عندما تؤثر قوة على شيء يتعرض لإزاحة من موضع إلى آخر. يمكن أن تختلف القوى كدالة للموضع، ويمكن أن تكون الإزاحات على طول مسارات مختلفة بين نقطتين. يمكن تعريف زيادة الشغل (dW) التي تبذلها قوة تؤثر من خلال إزاحة متناهية الصغر على أنها حاصل الضرب النقطي للقوة () والإزاحة () المتجهات.

يمكن التعبير عن حاصل الضرب النقطي بدلالة مقادير المتجهات وجيب تمام الزاوية بينهما، حيث أنه من الأسهل تعريف حاصل الضرب النقطي بالكلمات كتعبير عن المقادير والزوايا. ويمكن أيضًا التعبير عنه من خلال المكونات المختلفة، كما تم تقديمه في درس المتجهات.

من خصائص المتجهات، لا يهم إذا أخذت مركبة القوة الموازية للإزاحة، أو مركبة الإزاحة الموازية للقوة - فالنتيجة هي نفسها في كلتا الحالتين. وحدات العمل هي وحدات القوة مضروبة في وحدات الطول؛ هذا هو نيوتن مضروبًا في الأمتار (N·m) في نظام SI. في النظام الإنجليزي، وحدة القوة هي الجنيه (رطل)، ووحدة المسافة هي القدم (قدم)، وبالتالي فإن وحدة الشغل هي القدم رطل (قدم·رطل).

إن الشغل الذي تبذله قوة ثابتة المقدار والاتجاه هو الأسهل حسابًا. بشكل عام، يمكن أن تختلف القوى من حيث المقدار والاتجاه عند نقاط في الفضاء، ويمكن أن تكون المسارات بين نقطتين منحنية. يمكن التعبير عن الشغل المتناهي الصغر الذي تبذله قوة متغيرة بدلالة مكونات القوة والإزاحة على طول المسار. في هذه الحالات، تكون مكونات القوة عبارة عن دوال للموقع على طول المسار، وتعتمد الإزاحات على معادلات المسار. ومع ذلك، فإن المفهوم المادي للعمل واضح ومباشر: احسب الشغل للإزاحات الصغيرة وقم بجمعها.

هذا النص مقتبس من أوبنستاكس، الفيزياء الجامعية المجلد الأول، القسم 7.1: العمل.