الإشارة السالبة للشغل تعني أن اتجاه الشغل المبذول في الاتجاه السالب صواب خطأ

يكون الشغل سالبًا عندما تكون الزاوية بين القوة والإزاحة أكبر من ٩٠ درجة وحتى ١٨٠ درجة؛ لأن جيب تمام الزاوية يكون سالبًا.

ومن الأمثلة الواضحة شغل قوة الاحتكاك الحركي على جسم ينزلق فوق سطح ثابت؛ فالاحتكاك يعاكس حركة الجسم، ولذلك يبذل شغلًا سالبًا.

كيف نحسب الشغل؟

عندما تؤثر قوة ثابتة في جسم يتحرك، يُحسب الشغل بالعلاقة:

[
W = Fd\cos\theta
]

حيث يرمز W إلى الشغل، وF إلى مقدار القوة، وd إلى مقدار الإزاحة، وθ إلى الزاوية بين القوة والإزاحة. وتُقاس كمية الشغل بوحدة الجول.

الإشارة السالبة للشغل تعني أن اتجاه الشغل المبذول في الاتجاه السالب: صواب أم خطأ؟

الإجابة الصحيحة هي: خطأ؛ لأن الشغل كمية قياسية، فلا يُوصف باتجاه موجب أو سالب كما تُوصف الكميات المتجهة. وتشير الإشارة السالبة للشغل إلى أن للقوة مركبة تعاكس اتجاه إزاحة الجسم، وليس إلى أن الشغل نفسه يتجه نحو الاتجاه السالب.

ويعتمد تحديد إشارة الشغل على العلاقة بين اتجاه القوة واتجاه الإزاحة، وليس على اختيار اتجاه المحور الإحداثي وحده.

هل الحركة في الاتجاه السالب تعني شغلًا سالبًا؟

لا؛ فإذا تحرك جسم نحو اليسار، وأثرت فيه قوة نحو اليسار أيضًا، فإن شغل هذه القوة يكون موجبًا، حتى لو اعتبرنا اليسار الاتجاه السالب على المحور.

أما إذا كانت القوة نحو اليمين والإزاحة نحو اليسار، فإن شغل القوة يكون سالبًا؛ لتعاكس اتجاهيهما.

المعنى الصحيح للإشارة السالبة

تدل الإشارة السالبة على انتقال الطاقة من الجسم بفعل القوة المعنية. ويرتبط الشغل الكلي المبذول على الجسم بالتغير في طاقته الحركية؛ فإذا كان سالبًا، انخفضت طاقته الحركية.

لذلك فالعبارة خاطئة، والصحيح أن الشغل السالب يرتبط بتعاكس مركبة القوة مع الإزاحة.