تمرين 1: متى نعتبر المجهود "شغلاً"؟ (صواب أم خطأ) اقرأ المواقف التالية جيداً، وحدد ما إذا كان يتم بذل "شغل فيزيائي" أم لا بناءً على تحقق شرطي القوة والمسافة. تقف أم تحمل طفلها الصغير بين ذراعيها في وضع ثابت لمدة نصف ساعة. من وجهة نظر الفيزياء، هذه الأم تبذل شغلاً كبيراً. شرح السؤال ما هي المسافة التي تحركها الطفل أثناء وقوف الأم ثابتة؟ إذا كانت المسافة صفراً، فكم يكون الشغل؟ صواب خطأ الإجابة الصحيحة: خطأ.رغم التعب العضلي الذي تشعر به الأم واستهلاكها لطاقة داخلية (كيميائية)، إلا أن الطفل ميكانيكياً لم يتحرك من مكانه (المسافة المقطوعة في اتجاه القوة = صفر). وبما أن الشغل ($W = F \times s$)، فإن $F \times 0$ يساوي صفراً.(الوحدة 6: الشغل، والطاقة، والقدرة، 6-1: الشغل، كتاب الطالب، ص 86) يحمل طالب حقيبة كتبه الثقيلة بيده ويتجه سيراً على قدميه في طريق أفقي مستقيم نحو مدرسته. القوة التي تبذلها ذراع الطالب لرفع الحقيبة لأعلى لا تبذل أي شغل فيزيائي أثناء مشيه للأمام. شرح السؤال تخيل اتجاه القوة (لأعلى نحو السماء لمنع سقوط الحقيبة) واتجاه الحركة (أفقياً للأمام). هل هما في نفس الاتجاه أم متعامدان؟ صواب خطأ الإجابة الصحيحة: صواب.لكي يُبذل الشغل، يجب أن تكون الحركة في نفس مسار القوة أو على خط عملها. هنا، قوة الرفع تتجه رأسياً لأعلى، بينما الحقيبة تتحرك أفقياً للأمام. التعامد (زاوية $90^{\circ}$) يعني أن المسافة المقطوعة في اتجاه القوة الرأسية تساوي صفراً، وبالتالي الشغل يساوي صفراً.💡 ماذا لو؟ لو كان الطالب يمشي صعوداً على درجات السلم (سلم مدرج)، فإنه في هذه الحالة سيبذل شغلاً، لأن الحقيبة تتحرك مسافة رأسية لأعلى في نفس اتجاه قوة الرفع!(الوحدة 6: الشغل، والطاقة، والقدرة، 6-1: الشغل، كتاب الطالب، ص 85) الجول ($\mathrm{J}$) الواحد يكافئ قوة مقدارها $1 \, \mathrm{N}$ تحرك جسماً مسافة $1 \, \mathrm{m}$ في نفس اتجاه القوة. شرح السؤال تذكر العلاقة الأساسية بين وحدات الشغل والقوة والمسافة في النظام الدولي. صواب خطأ الإجابة الصحيحة: صواب.هذا هو التعريف الرسمي والمباشر لوحدة الجول في النظام الدولي للوحدات (SI). رياضياً: $1 \, \mathrm{J} = 1 \, \mathrm{N} \times 1 \, \mathrm{m}$.💡 تخيل معي: الجول الواحد هو كمية صغيرة جداً من الشغل؛ إنه يعادل تقريباً الشغل الذي تبذله لرفع ثمرة تفاح صغيرة من الأرض لتضعها على طاولة ارتفاعها متر واحد!(الوحدة 6: الشغل، والطاقة، والقدرة، 6-1: الشغل، كتاب الطالب، ص 84، وكراسة التدريبات س 2-أ، ص 16)
تمرين 2: حسابات الشغل الأساسية (اختيار من متعدد) استخدم القانون ($W = F \times s$) لحساب الكميات المجهولة في المسائل التالية. انتبه جيداً لوحدات القياس! أثرت قوة أفقية ثابتة مقدارها $4 \, \mathrm{N}$ على صندوق فجعلته ينزلق مسافة $0.20 \, \mathrm{m}$ في نفس اتجاهها. ما مقدار الشغل المبذول؟ شرح السؤال تطبيق مباشر للقانون: اضرب القوة في المسافة. $4.2 \, \mathrm{J}$ $0.8 \, \mathrm{J}$ $20 \, \mathrm{J}$ $8.0 \, \mathrm{J}$ الإجابة الصحيحة: $0.8 \, \mathrm{J}$.الخطوات: القوة ($F$) = $4 \, \mathrm{N}$. المسافة ($s$) = $0.20 \, \mathrm{m}$. الشغل المبذول ($W$) = $F \times s = 4 \times 0.20 = 0.8 \, \mathrm{J}$. 💡 مهارة التحويل: لاحظ أن المسافة أُعطيت بالمتر ($\mathrm{m}$) وهي الوحدة الدولية المطلوبة. لو أُعطيت بالسنتيمتر (مثلاً $20 \, \mathrm{cm}$)، كان لزاماً عليك تقسيمها على $100$ لتصبح $0.20 \, \mathrm{m}$ قبل الضرب لتجنب الخطأ الشائع.(الوحدة 6: الشغل، والطاقة، والقدرة، 6-1: الشغل، كراسة التدريبات، ص 16، س1-أ)
