يجب أن نتحقق فقط من صحة القانون المرجعي الذي سوف ننطلق منه، و الذي هو قانون نيوتن الثاني في حالتنا، ثم من خلاله نعرف و نستكشف مفاهيم وكميات أخرى جديدة ونعطيها أسماء جديدة يتم الاتفاق عليها في الأول بشرط أن تكون هذه المفاهيم صحيحة رياضياً.
القانون الثاني لنيوتن يقول أن كل جسم تطبق عليه قوة خارجية يخضع للقانون التالي :
F = m.a = m.dV/dt
نضرب الطرفين في سرعة الجسم المتحرك V فنحصل على :
F.V = m.V.dV/dt = d/dt(0,5.m.V²) (1)
نعرف المفاهيم او الكميات الجديدة التي حصلنا عليها .
نضع :
P = F.V
ونسميها بالقدرة .
ثم نضع :
Ec = 0,5.m.V²
ونسميها بالطاقة الحركية .
إذن تصبح العلاقة (1) هي :
P = dEc/dt (2)
نأخذ العلاقة (2) لنستخرج منها مفهوم آخر جديد :
لدينا :
F.V = dEc/dt
بما أن :
V = dx/dt
حيث x تمثل المسافة المقطوعة من طرف الجسم المتحرك .
إذن :
F.dx/dt = dEc/dt
نختزل بتغير الزمن dt في طرفي المعادلة فنحصل على :
F. dx = dEc
نقوم بالتكامل على العلاقة فنحصل على :
F. Δx = ΔEc
يعني :
F. (xf – xi) = Ecf – Eci
نضع d بحيث :
xf – xi = d
حيث d تمثل المسافة المقطوعة من طرف الجسم عندما طبقت عليه القوة F .
إذن يمكننا كتابة التالي :
F. d = ΔEc
نضع مفهوم آخر جديد نعرف به الكمية F. d ونسميه بالشغل المنجز من طرف القوة المطبقة على الجسم ليقطع المسافة d :
فنضع :
W = F. d
إذن نحصل على العلاقة الأخيرة والتي تعرف بأن الشغل المنجز من طرف قوة ما يساوي التغير في الطاقة الحركية للجسم المتحرك ويكتب كالتالي :
W = ΔEc
▪خلاصة
الطاقة ، القدرة و الشغل لا تمثل قوانين فيزيائية، بل هي مجرد مشتقات قانون أساسي مرجعي و الذي هو المبدأ الأساسي للديناميكا (القانون الثاني لنيوتن) .
هذا المقال جاء ردا على إحدى الأسئلة التي طُرحت في تعليقات إحدى الحلقات في اليوتيوب التي شرحت فيها معنى الجداء السلمي في الشغل ، حيث قال صاحبه كيف عرفنا من الأصل أن الشغل يساوي القوة ضرب المسافة المقطوعة .
▪مصطلحات
Le principe fondamental de la dynamique : القانون الأساسي للديناميكا
Energie cinétique :الطاقة الحركية
Puissance : القدرة
Travail : الشغل
إعداد : شعيب المستعين
مراجعة لغوية : نادية بوحفص و خولة سطيلي .
اقرأ أيضا :
