الفصل الأول: الشغل والطاقة
1 / 7
فيزياء · الصف الثاني الثانوي

الشغل والطاقة

رحلة فيزيائية لفهم العلاقة بين القوة والإزاحة، وكيف تتحول الطاقة من صورة إلى أخرى في حياتنا اليومية.

مفهوم الشغل الفيزيائي طاقة الحركة (KE) قانون بقاء الطاقة
المفاهيم الأساسية
2 / 7

المصطلحات العلمية

الشغل (Work)
يحدث عندما تؤثر قوة على جسم فتحركه إزاحة معينة في اتجاه القوة. إذا لم يتحرك الجسم، فإن الشغل المبذول يساوي صفراً مهما بلغت القوة.
الجول (Joule)
هو الشغل المبذول بواسطة قوة مقدارها 1 نيوتن لتحريك جسم إزاحة مقدارها 1 متر في اتجاه القوة.
الطاقة (Energy)
هي قدرة الجسم على بذل شغل. وتقاس بنفس وحدات الشغل وهي الجول.
طاقة الحركة (Kinetic Energy)
هي الطاقة التي يمتلكها الجسم نتيجة حركته، وتعتمد على كتلة الجسم ومربع سرعته.
طاقة الوضع (Potential Energy)
هي شغل مبذول يتحول إلى طاقة مختزنة في الجسم نتيجة موضعه أو حالته.
شرح الشغل الفيزيائي
3 / 7

مفهوم الشغل وشروطه

يختلف مفهوم الشغل في الفيزياء عن المفهوم اليومي؛ ففي الفيزياء لابد من توافر شرطين: تأثير قوة معينة، وحدوث إزاحة في اتجاه القوة.

الشغل كمية قياسية (غير متجهة) لأنه حاصل الضرب القياسي لمتجهي القوة والإزاحة. وهذا يعني أن اتجاه الحركة (شرقاً أو غرباً) لا يغير من مقدار الشغل المبذول.

وحدة قياس الشغل هي النيوتن.متر (N.m) وتسمى الجول (J).
صيغة أبعاد الشغل هي ML²T⁻².
يكون الشغل موجباً إذا كانت الزاوية بين القوة والإزاحة حادة (0-90).
قانون الشغل العام
W = Fd cos θ

حيث θ هي الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه الإزاحة.

💡 معلومة

إذا كانت القوة عمودية على الإزاحة (θ=90) فإن الشغل يساوي صفراً.

طاقة الحركة والقوانين
4 / 7

طاقة الحركة (KE)

عندما تؤثر قوة على جسم ساكن كتلته (m) فتحركه إزاحة (d)، فإن الشغل المبذول يتحول إلى طاقة حركة.

KE = ½ mv²

تتناسب طاقة الحركة طردياً مع:

  • 1. كتلة الجسم (m).
  • 2. مربع سرعة الجسم (v²).
تطبيق حياتي
عند مضاعفة سرعة السيارة، تزداد طاقة حركتها إلى 4 أمثال، مما يتطلب شغلاً أكبر بـ 4 مرات لإيقافها (مسافة الفرامل تزداد 4 مرات).
القوة والعجلة
F = ma
معادلة الحركة الثالثة
v² = 2ad

تستخدم هذه القوانين لاستنتاج علاقة طاقة الحركة.

مثال تطبيقي محلول
5 / 7

مثال الشغل والزاوية

📝 السؤال
صندوق كتلته 20kg يتحرك تحت تأثير قوة شد مقدارها 50N تصنع زاوية 60° مع اتجاه الحركة. احسب الشغل المبذول إذا تحرك الصندوق إزاحة مقدارها 4m.

✏️ الحل خطوة بخطوة

1

تحديد المعطيات: F = 50N, d = 4m, θ = 60°.

2

كتابة القانون: W = Fd cos θ.

3

التعويض: W = 50 × 4 × cos(60).

الإجابة النهائية

W = 100 Joule

أسئلة للمراجعة الذاتية
6 / 7

اختبر فهمك

فكّر في الإجابة أولاً ثم اضغط "اكشف الإجابة"

السؤال 1
لماذا يعتبر الشغل المبذول على دلو يحمله شخص ويتحرك به أفقياً يساوي صفراً؟
لأن القوة التي يحمل بها الشخص الدلو تكون رأسية (للأعلى)، بينما الإزاحة أفقية، فتكون الزاوية بينهما 90 درجة، و cos(90) = 0.
السؤال 2
ماذا يحدث لطاقة حركة جسم إذا تضاعفت كتلته مع ثبوت سرعته؟
تتضاعف طاقة الحركة (تزداد للمثلين) لأن العلاقة بين طاقة الحركة والكتلة علاقة طردية خطية (KE ∝ m).
السؤال 3
متى يكون الشغل المبذول سالباً؟ اذكر مثالاً.
يكون الشغل سالباً عندما تكون القوة أو إحدى مركباتها في عكس اتجاه الإزاحة (الزاوية أكبر من 90 وأقل من أو تساوي 180)، مثل الشغل المبذول بواسطة قوة الاحتكاك أو الفرامل.
ملخص الفصل الشامل
7 / 7

📋 ملخص القوانين والأفكار

الشغل كمية قياسية يقاس بالجول (J).
ينعدم الشغل إذا كانت القوة عمودية على الإزاحة.
طاقة الحركة تعتمد على الكتلة ومربع السرعة.
الشغل بيانياً هو المساحة تحت منحنى (القوة-الإزاحة).
W = Fd cos θ
KE = ½ mv²
1 J = 1 N.m

عاش يا بطل! الفيزياء محتاجة فهم وتطبيق.. راجع القوانين وحل أمثلة أكتر.