العمل مقابل الطاقة: الفرق والمقارنة

يتم تعريف نظام الجسيمات بالعديد من الوظائف الموجودة في النظام. هذه الوظائف هي القوة ، والإزاحة ، والعمل ، والطاقة ، وما إلى ذلك.

يمكن اشتقاق وظيفة واحدة من أو من وظيفة أخرى محددة للنظام. ترتبط الوظائف بحيث يصعب التمييز بينها.

العمل والطاقة هما من هذه الوظائف العددية التي تعتمد على بعضها البعض ولكن تختلف عن بعضها البعض.

من المهم معرفة الفرق بينهما لتحديد النظام بشكل كامل ودقيق.

الوجبات السريعة الرئيسية

1. الشغل هو مقدار الطاقة المنقولة عند تطبيق قوة على جسم ما وتحركه في اتجاه القوة ، بينما الطاقة هي القدرة على القيام بالشغل.
2. الشغل هو كمية قياسية لأنه يعتمد على إزاحة الكائن ، بينما الطاقة هي كمية قياسية أو كمية متجهة اعتمادًا على نوع الطاقة التي يتم أخذها في الاعتبار.
3. وحدة العمل هي جول ، والطاقة هي أيضًا جول ولكن يمكن التعبير عنها بوحدات أخرى مثل السعرات الحرارية أو الإلكترون فولت.

العمل مقابل الطاقة

في الفيزياء ، الشغل هو مقياس القوة المطبقة على مسافة ، مما يدل على الجهد المبذول لإحداث حركة. في الفيزياء ، الطاقة هي القدرة الكلية على القيام بعمل أو بدء التغيير ، ويمكن أن توجد في عدة أشكال ، مثل الحركية ، والجهد ، والحراري ، والنووي ، وأكثر من ذلك.

الشغل المبذول على جسم هو القوة المؤثرة على جسم ما والتي تؤدي إلى تغيير اتجاه الجسم وإزاحته. يمكن أن يكون العمل المنجز على جسم موجبًا أو سالبًا اعتمادًا على العلاقة بين اتجاه القوة واتجاه الإزاحة.

الطاقة هي القدرة من كائن للخضوع للعمل. ينتجون أو خلق العمل في نظام مع كائن. لا تعتمد طاقة الجسم على اتجاه الجسم أو إزاحته. هناك أنواع عديدة من الطاقة ، مثل الطاقة الكيميائية ، والطاقة الكامنة ، والميكانيكية.

جدول المقارنة

معلمات المقارنة	للعمل	الطاقة
معنى	إنها القوة المطبقة على جسم ما لإحداث تغيير في الاتجاه أو التسبب في إزاحة الجسم.	إنها القدرة على إنتاج أو خلق عمل. إنها وظيفة من وظائف النظام.
بسط و علل	تم استخدامه منذ عام 1826. وقد صاغه عالم الرياضيات الفرنسي جاسبارد جوستاف كوريوليس.	إنه مشتق من الكلمة اليونانية "Energia" وقد استخدم منذ أن قدم أرسطو هذا المصطلح في 4BC.
طريقة الاستخدام:	العمل يعتمد على الاتجاه. إذا كانت القوة المطبقة في نفس اتجاه اتجاه الإزاحة ، فإن الشغل يكون موجبًا والعكس صحيح.	الطاقة لا تعتمد على الاتجاه لأنها كمية قياسية.
الإزاحة	افترض أن الجسم لا يخضع لأي إزاحة. في هذه الحالة ، يعتبر عمل الكائن صفراً ، حتى لو قطع الجسم مسافة معينة لكنه عاد إلى الموضع الأولي.	الطاقة لا تعتمد كليا على قيمة الإزاحة. لذا حتى لو كانت الإزاحة صفراً ، فليس من الضروري أن تكون الطاقة المطبقة صفراً.
معادلة	معادلة القيمة الرقمية للعمل هي قوة العمل x المسافة.	هناك العديد من المعادلات لإيجاد الطاقة نظرًا لوجود العديد من أنواع الطاقة مثل الطاقة الكهربائية والكيميائية وما إلى ذلك.

ما هو العمل؟

الشغل المنجز هو القوة المؤثرة على جسم ما لإحداث إزاحة وتغيير في اتجاه حركة الجسم.

يتم استخدامه أيضًا لقياس الطاقة المنقولة إلى كائن بواسطة القوة الخارجية لإحداث تغيير في حالة الكائن.

العمل المنجز على جسم ما يعتمد على الاتجاه. إذا كان اتجاه القوة المطبقة هو نفس اتجاه الإزاحة الناتج ، فإن الشغل المنجز يكون موجبًا.

إذا كان اتجاه القوة المطبقة معكوسًا ، فإن الشغل المنجز يكون سالبًا.

معادلة العمل المنجز هي

العمل = القوة × الإزاحة.

وحدة SI للعمل المنجز هي الجول (J) ، ولكن يمكن أيضًا استخدام Nm. يتم تعريف الجول الواحد على أنه 1 نيوتن من القوة الخارجية المطبقة لتسبب إزاحة بمقدار 1 متر.

مثال: دفع الحائط. في هذه الحالة ، الشغل المنجز يساوي صفرًا لعدم وجود إزاحة. دفع الكرتون من أ إلى ب. تم إنجاز العمل.

ما هي الطاقة؟

الطاقة هي قدرة الجسم على الخضوع للعمل لإنتاج قوة خارجية على الجسم. يتم دائمًا الحفاظ على طاقة نظام من الجسيمات. لذلك ، فهو يتبع قانون الحفاظ على الطاقة.

بالنسبة لنظام الجسيمات ، لا يمكن إنشاء الطاقة أو تدميرها. يجب أن يتغير من شكل إلى آخر. لذلك ، هناك أنواع عديدة من الطاقة.

أمثلة: الطاقة الميكانيكية والطاقة الكيميائية والطاقة الكامنة.

يستخدم كل نوع من أنواع الطاقة لتحديد الطاقة المستخدمة في أنواع مختلفة من الأنظمة. مثال: الطاقة الكيميائية هي الطاقة التي يتم الحصول عليها من التغيرات الكيميائية في البيئة المحيطة.

كل نوع من أنواع الطاقة له طاقة مختلفة معادلات.

معادلة الطاقة الكامنة هي
E = mgh
وحدة SI للطاقة هي أيضًا J ويمكن تمثيلها على أنها Nm (نيوتن متر).

الاختلافات الرئيسية بين العمل والطاقة

1. المصطلحان "العمل" و "الطاقة" لهما تعريفات مختلفة. يُعرَّف العمل بأنه القوة المطبقة على جسم ما. يجب أن تتسبب القوة المطبقة في تغيير اتجاه الجسم أو إزاحته ؛ عندها فقط يتم العمل. من ناحية أخرى ، الطاقة هي القدرة على إنتاج أو إنشاء عمل على شيء ما. يمكن أن يخضع الجسم للعمل.
2. أصل الكلمتين مختلف أيضًا. مصطلح "الطاقة" اشتق من قبل أرسطو في 4 قبل الميلاد. تمت صياغته من الكلمة اليونانية "Energia" واستخدمت منذ صياغة المصطلح. على الرغم من أن العمل والطاقة مترابطان بشكل وثيق ، إلا أن اشتقاق العمل قد تم في وقت لاحق. صاغها عالم الرياضيات الفرنسي غاسبار غوستاف كوريوليس لأول مرة في عام 1826.
3. الطاقة والعمل كميات قياسية ، أي أن المقدار لا يعتمد على الاتجاه. لكن العمل المنجز يعتمد على الاتجاه. إذا كانت القوة المطبقة في نفس اتجاه اتجاه إزاحة الجسم ، فإن الشغل المنجز يكون موجبًا والعكس صحيح. هنا ، لا يعتمد حجم العمل المنجز على الاتجاه ، ولكن يتم إنجاز العمل. الطاقة لا تعتمد على الاتجاه.
4. بالنسبة للعمل المنجز على جسم ، يجب أن يخضع الجسم للإزاحة. عندما يتحرك الجسم مسافة معينة ويعود إلى موضعه الأولي ، على الرغم من أن المسافة ليست صفرًا ، فإن إزاحة الجسم تساوي صفرًا. في هذه الحالة ، الشغل المنجز يساوي صفرًا أيضًا. الطاقة لا تعتمد كليا على إزاحة الجسم.
5. معادلة حساب حجم الشغل هي

الشغل = القوة × الإزاحة.

تختلف معادلة الطاقة باختلاف أنواع الطاقة. بالنسبة للطاقة الكامنة ، المعادلة هي E = mgh ، بينما بالنسبة للطاقة الحركية ، المعادلة هي E = 1/2 kv ^ 2.

مراجع حسابات

1. https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1286662
2. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19681402006

آخر تحديث: 11 يونيو 2023