Práce síly: co to je, výpočet, cvičení

protection click fraud

Práce je přenos energie do těla nebo systému těl v důsledku působení síly. Práce prováděná na těle vytváří a variace kinetické energie.

Díky tomu důležitá velikost dynamika, je možné studovat přenos a transformaci energie v nejrůznějších fyzikálních systémech.

Přečtěte si také: Co je síla?

Co je práce?

práce je Fyzické množství který měří přenos nebo transformaci energie. Měrnou jednotkou této skalární veličiny je joule. Kromě toho je práce prováděná silou ekvivalentní variantě Kinetická energie, stejně jako potenciální energie připisované orgánu nebo soustavě orgánů.

Když se pracuje na těle, část energie, která byla v tomto těle uložena, se přemění na jiné formy energie. Když například zvedneme předmět ze země do výšky h, transformujeme energii, která je z našich svalů do tohoto těla, které poté, co bylo zvýšeno, začne představovat určité množství v agravitační potenciální energie.

Když zvedneme tělo, děláme na něm práci.

Je pozoruhodné, že práce je vypočteno na základě ujeté vzdálenosti těla

instagram story viewer

. Pro tento výpočet se však bere v úvahu pouze vzdálenost uražená ve směru síly provádějící práci - jinými slovy práce se rovná vektorové projekci síla o směru vzdálenosti uražené tělem.

Jak se počítá práce síly?

Pro výpočet práce provedené a konstantní síla, je nutné vynásobit modul této síly pomocí vzdálenost cestoval a kosinus úhlu která se tvoří mezi silou (F) a vzdáleností (d). Vzorec, který používáme k výpočtu práce, je následující:

Ze zobrazeného vzorce to vidíte neprovádí se žádná práce, pokud je úhel mezi silou a vzdáleností roven 90 °, protože kosinus tohoto úhlu se rovná nule. Je to proto, že když je síla aplikována ve směru kolmém na posun, je to tak síla nepodporuje žádné změny v kinetické energii těla, ale pouze mění jeho směr hnutí.

Motorická práce a tvrdá práce

motorické práce je název pro práci, která se provádí prospěch pohybu těla, poskytující mu Kinetická energie. Na druhou stranu práceodolný je ten, kde a sílanaopakdohnutí, způsobující, že tělo má svoji kinetickou energii sníženou a / nebo transformovanou na jiné druhy energie, jako je gravitační potenciální energie nebo Termální energie, v případě, že a disipativní síla.

V motorových pracích je vektory síly a posunutí jsou rovnoběžné (Úhel 0 °). V odolné práci jsou tyto vektory opačné (úhel 180 °). Podívejte se na příklady situací, ve kterých jsou prováděny motorické a odolné práce.

Když tlačíme do nákupního košíku, provádíme motorické práce.
Když brzdové destičky jízdního kola přitlačí na ráfek, třecí síla dělá těžkou práci.
Když sestupujeme po žebříku, síla hmotnosti provádí motorickou práci.
Když stoupáme po žebříku, váhová síla dělá těžkou práci.

Přečtěte si také: Hnací síla vyvíjená na tělo lany, kabely nebo dráty

pracovní síla

Práce vykonaná váhovou silou odpovídá množství energie potřebné k zvednutí tělesa o hmotnosti m do výšky h ve vztahu k zemi, v oblasti, kde gravitace v hodnotě g. Podívejte se na vzorec použitý k výpočtu práce pevnostní váha:

m - tělesná hmotnost (kg)

G - gravitace (m / s²)

H - výška (m)

Práce na elektrické energii

Výpočet práce na elektrické energii lze vyrobit z produktu mezi modulem zatížení a rozdílem elektrický potenciálve voltech, kterým je toto zatížení vystaveno.

τ - práce (J)

co - elektrický náboj (C)

U - potenciální rozdíl (V)

Práce proměnlivé síly

Práce proměnné síly může být vypočítána z grafu, který spojuje sílu s posunem utrpěným tělem. V tomto případě je modul provedené práce číselně roven plocha pod křivkou. Hodinky:

Plocha grafu Fxd představuje modul prováděné práce.

Věta o práci a kinetické energii

Věta o práci a kinetické energii souvisí s množstvím práce provedené na tělese nebo na soustavě těles podle variace jeho kinetické energie. Jinými slovy, každý pracovní výkon je doprovázen variací kinetické energie.

Stručně řečeno, říkáme, že vykonaná práce se rovná variaci kinetické energie:

Výše uvedená věta uvádí, že práce je ekvivalentní variaci kinetické energie.

Chcete-li se dozvědět ještě více o definici práce, je nutné vyřešit některá cvičení z tohoto předmětu. No tak?

Podívejte se také: Jak řešit Newtonova zákonná cvičení

Vyřešená cvičení na práci síly

Otázka 1 - (Espcex) Blok tažený neroztažitelným lanem a zanedbatelnou hmotou klouže po vodorovném povrchu třením a popisuje přímý a rovnoměrný pohyb. Lano svírá s horizontálou úhel 53 ° a trakce, kterou přenáší do bloku, je 80 N. Pokud je blok posunut 20 m podél povrchu, bude práce prováděná tahem na bloku provedena:

(Data: sin 53 ° = 0,8 a cos 53 ° = 0,6)

a) 480 J

b) 640 J

c) 960 J.

d) 1280 J.

e) 1600 J

Řešení:

K zodpovězení této otázky je nutné použít vzorec práce, ale ve výroku také identifikovat relevantní data, kterými jsou síla, vzdálenost a kosinus úhlu. Poté musíte provést následující výpočet:

Na základě získaných výsledků jsme dospěli k závěru, že správnou alternativou je písmeno C..

Otázka 2 - (CPS) Při přepravě oplodněné půdy odstraněné z kompostu farmář naplní trakař a odveze jej na místo výsadby pomocí vodorovné, konstantní síly s intenzitou rovnou 200 N. Pokud během tohoto transportu byla výsledná použitá síla schopna vykonat práci 1800 J, pak vzdálenost mezi hromadou kompostu a místem výsadby byla v metrech:

a) 6

b) 9

c) 12

d) 16

e) 18

Řešení:

Otázka nás žádá, abychom vypočítali vzdálenost, a proto jsme informováni modul o množství práce a síle. Tímto způsobem musíme provést následující výpočet:

Podle výpočtu je správnou alternativou písmeno B.

Otázka 3 - (Mackenzie) Na olympijských hrách v Riu 2016 dosáhl náš zlatý medailista v tyči Thiago Braz o hmotnosti 75,0 kg výšky 6,03 m, což je světový rekord a spadl 2,80 m od bodu podpory tyče. Když vezmeme v úvahu modul gravitačního zrychlení g = 10 m / s², práce prováděná váhovou silou během sestupu byla přibližně:

a) 2,10 kJ

b) 2,84 kJ

c) 4,52 kJ

d) 4,97 kJ

e) 5,10 kJ

Řešení:

Odpověď na tuto otázku vyžaduje, abychom vypočítali množství práce. K tomu potřebujeme znát hodnoty hmotnosti, gravitace a výšky. Pokud máte tyto hodnoty k dispozici, proveďte výpočet: