עבודה היא העברת אנרגיה לגוף או למערכת גופים עקב הפעלת כוח. העבודה שנעשית על גוף מייצרת a וריאציה של אנרגיה קינטית.
דרך זה גודל חשוב של דִינָמִיקָה, ניתן ללמוד את העברת והפיכת האנרגיה במערכות הפיזיקליות המגוונות ביותר.
קרא גם: מה זה כוח?
מה זה עבודה?
העבודה היא א כמות פיסית המודד את העברת האנרגיה או הפיכתה לאנרגיה. יחידת המידה של כמות סקלרית זו היא ג'אוּל. יתר על כן, העבודה שמבוצעת על ידי כוח שווה ערך לשינוי אנרגיה קינטית, טוב כמו ה אנרגיה פוטנציאלית מיוחס לגוף או למערכת גופים.
כאשר מתבצעת עבודה על גוף, חלק מהאנרגיה שאוחסנה בגוף ההוא הופכת לצורות אנרגיה אחרות. כאשר אנו מעלים אובייקט מהקרקע לגובה h, למשל, אנו הופכים אנרגיה כלומר מהשרירים שלנו לגוף הזה, שלאחר הגבהתו מתחיל להציג כמות מסוימת ב ואנגריה פוטנציאלית של כוח המשיכה.
ראוי לציין כי העבודה היא מחושב על פי המרחק שעבר הגוף. עם זאת, לצורך חישוב זה נלקח בחשבון רק המרחק שעבר בכיוון הכוח שמבצע את העבודה - במילים אחרות, העבודה שווה להקרנה וקטורית כוח על כיוון המרחק שעבר הגוף.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
כיצד מחשבים את עבודת הכוח?
לחישוב העבודה שבוצעה על ידי א כוח קבוע, יש להכפיל את המודול של כוח זה ב- מֶרְחָק נסע ועבר קוסינוס של זווית אשר נוצר בין כוח (F) למרחק (d). הנוסחה בה אנו משתמשים לחישוב העבודה היא כדלקמן:
מהנוסחה המוצגת תוכלו לראות זאת אין עבודה המתבצעת כאשר הזווית בין כוח למרחק שווה ל- 90ºמכיוון שהקוסינוס של זווית זו שווה לאפס. הסיבה לכך היא שכאשר מפעילים כוח בכיוון בניצב לתזוזה, זה כוח אינו מקדם שום שינוי באנרגיה הקינטית של הגוף, אלא רק משנה את כיוון שלו תְנוּעָה.
עבודה מוטורית ועבודה קשה
עבודה מוטורית הוא השם שניתן לעבודה שנעשית לטובת תנועת גוף, מספק לו אנרגיה קינטית. מצד שני, ה עֲבוֹדָהעָמִיד בִּפְנֵי הוא זה שבו א כוחלהפךאל התְנוּעָה, גורם לאנרגיה הקינטית שלו לגוף להיות מופחתת ו / או להפוך לסוגים אחרים של אנרגיה, כמו אנרגיה פוטנציאלית של כוח המשיכה או אנרגיית תרמית, במקרה בו א כוח מפיג.
בעבודה מוטורית, ה וקטורי כוח ותזוזה מקבילים (זווית 0 °). בעבודה העמידה, הווקטורים הללו מנוגדים (זווית של 180 מעלות). בדוק דוגמאות למצבים בהם מבוצעת עבודה מוטורית ועבודה עמידה.
כשאנחנו דוחפים עגלת קניות אנו מבצעים עבודות מוטוריות.
כאשר רפידות הבלמים של האופניים לוחצות על השפה, כוח החיכוך עושה עבודה קשה.
כשאנחנו יורדים בסולם, כוח המשקל מבצע עבודה מוטורית.
כשאנחנו מטפסים על סולם, כוח המשקל עושה עבודה קשה.
קרא גם: גרירה - כוח המופעל על גוף באמצעות חבלים, כבלים או חוטים
משקל עבודה כוח
העבודה המתבצעת בכוח המשקל תואמת את כמות האנרגיה הדרושה להעלאת גוף מסה m לגובה h ביחס לקרקע, באזור בו כוח משיכה שווה g. ראה את הנוסחה המשמשת לחישוב העבודה של ה- משקל כוח:
M - מסת גוף (ק"ג)
ז - כוח המשיכה (m / s²)
ה - גובה (מ ')
עבודת חשמל
החישוב של עבודת חשמל ניתן להכין מהתוצר בין מודול העומס להבדל של פוטנציאל חשמלי, בוולטים שעומס זה נתון אליו.
τ - עבודה (J)
מה - מטען חשמלי (C)
U - פוטנציאל הבדל (V)
עבודה בעוצמה משתנה
ניתן לחשב את עבודתו של כוח משתנה מגרף המתייחס לכוח לתזוזה שסובל מהגוף. במקרה זה, המודול של העבודה שבוצעה שווה מבחינה מספרית ל- שטח מתחת לעיקול. שעון:
משפט אנרגיה קינטית
משפט האנרגיה הקינטית מתייחס לכמות העבודה המתבצעת על גוף או על מערכת גופים בהתאם לשינוי האנרגיה הקינטית שלו. במילים אחרות, כל ביצועי עבודה מלווים בשונות של אנרגיה קינטית.
בקיצור, אנו אומרים שהעבודה שבוצעה שווה לשונות באנרגיה הקינטית:
כדי ללמוד עוד יותר על הגדרת העבודה, יש צורך לפתור כמה תרגילים בנושא. בחייך?
ראה גם: כיצד לפתור את תרגילי החוק של ניוטון
תרגילים נפתרו על עבודת כוח
שאלה 1 - (Espcex) גוש, שנמשך באמצעות חבל בלתי ניתן להרחבה ומסה זניחה, מחליק על פני משטח אופקי עם חיכוך, המתאר תנועה ישרה ואחידה. החבל עושה זווית של 53 ° עם האופק והמשיכה שהוא מעביר לבלוק היא 80 N. אם הבלוק נעקר 20 מ 'לאורך פני השטח, העבודה המתבצעת על ידי גרירה בבלוק תהיה:
(נתונים: חטא 53 ° = 0.8 ו- cos 53 ° = 0.6)
א) 480 י
ב) 640 י
ג) 960 י
ד) 1280 י
ה) 1600 י
פתרון הבעיה:
כדי לענות על שאלה זו, יש צורך להשתמש בנוסחת העבודה, אך גם לזהות את הנתונים הרלוונטיים בהצהרה, שהם הכוח, המרחק והקוסינוס של הזווית. אז אתה צריך לעשות את החישוב הבא:
בהתבסס על התוצאה שהתקבלה, אנו מסיקים כי האלטרנטיבה הנכונה היא ה אות ג.
שאלה 2 - (CPS) להובלת אדמות מופרות שהוצאו מהקומפוסט, חקלאי ממלא מריצה ולוקח אותה לאתר השתילה על ידי הפעלת כוח אופקי וקבוע בעוצמה השווה ל 200 נ '. אם במהלך הובלה זו, הכוח שנוצר היה מסוגל לבצע עבודות של 1800 J, הרי שהמרחק בין ערמת הקומפוסט לאתר השתילה היה, במטרים:
א) 6
9
ג) 12
ד) 16
ה) 18
פתרון הבעיה:
השאלה מבקשת מאיתנו לחשב את המרחק ולשם כך נודיע לנו למודול על כמות העבודה, כמו גם על הכוח. בדרך זו עלינו לבצע את החישוב הבא:
על פי החישוב החלופה הנכונה היא אות ב '.
שאלה 3 - (מקנזי) באולימפיאדת ריו 2016 מדליסט הזהב שלנו בקפיצה במוט, תיאגו בראז, במשקל 75.0 ק"ג, הגיע לגובה 6.03 מ ', שיא עולמי, וצנח 2.80 מ' מנקודת התמיכה של המוט. בהתחשב במודול האצת הכבידה g = 10 m / s², העבודה שבוצעה על ידי כוח המשקל במהלך הירידה הייתה בערך:
א) 2.10 קג''י
ב) 2.84 kJ
ג) 4.52 קג''י
ד) 4.97 קג''י
ה) 5.10 kJ
פתרון הבעיה:
התשובה לשאלה זו מחייבת אותנו לחשב כמות עבודה. לשם כך עלינו לדעת את ערכי המסה, הכבידה והגובה. ברשות הערכים הללו, פשוט בצע את החישוב:
התוצאה שלנו מראה שהאלטרנטיבה הנכונה היא אות ג.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
