Darbas yra energijos perdavimas kūnui ar kūnų sistemai dėl jėgos taikymo. Kūne atliekamas darbas sukuria a kinetinės energijos kitimas.
Per tai svarbus dydis dinamika, galima ištirti energijos perdavimą ir transformaciją pačiose įvairiausiose fizinėse sistemose.
Skaityk ir tu: Kas yra jėga?
Kas yra darbas?
darbas yra a fizinis kiekis kuris matuoja energijos perdavimą ar transformaciją. Šio skaliarinio dydžio matavimo vienetas yra džaulė. Be to, darbas, kurį atlieka jėga, prilygsta kinetinė energija, taip pat potencinė energija priskiriama kūnui ar kūnų sistemai.
Kai darbas atliekamas su kūnu, dalis energijos, kuri buvo sukaupta tame kūne, virsta kitomis energijos formomis. Pavyzdžiui, pakeldami daiktą nuo žemės į aukštį h, mes transformuojame energiją, kuri yra nuo mūsų raumenų iki šio kūno, kuris po pakilimo pradeda rodyti tam tikrą kiekį į irgravitacijos potencialo energija.
Pažymėtina, kad darbas yra apskaičiuojamas pagal kūno nuvažiuotą atstumą. Tačiau atliekant šį skaičiavimą atsižvelgiama tik į atstumą, nuvažiuotą jėgos, atliekančios darbą, kryptimi - kitaip tariant,
darbas lygus vektorinei projekcijai jėga apie kūno nuvažiuoto atstumo kryptį.Kaip apskaičiuojamas jėgos darbas?
Apskaičiuoti atliktą darbą a nuolatinė jėga, šios jėgos modulį būtina padauginti iš atstumas keliavo ir kampo kosinusas kuris susidaro tarp jėgos (F) ir atstumo (d). Formulė, kurią naudojame skaičiuodami darbą, yra tokia:
Iš pateiktos formulės tai galite pamatyti neatliekamas darbas, kai kampas tarp jėgos ir atstumo yra lygus 90º, nes šio kampo kosinusas lygus nuliui. Taip yra todėl, kad kai jėga taikoma statmenai poslinkiui kryptimi, tai jėga neskatina jokių kūno kinetinės energijos pokyčių, o tik keičia jo kryptį judėjimas.
Motorinis darbas ir sunkus darbas
variklio darbas yra vardas, suteiktas atliktam darbui kūno judėjimo palankumas, aprūpindamas jį kinetinė energija. Kita vertus, darbasatsparus yra ta, kur a jėgapriešingaiįjudėjimas, kūno kinetinės energijos sumažinimas ir (arba) transformavimas į kitas energijos rūšis, pavyzdžiui, gravitacinę potencialią energiją ar Šiluminė energija, tuo atveju, kai a išsklaidanti jėga.
Atliekant motorinį darbą, jėgos ir poslinkio vektoriai yra lygiagretūs (0 ° kampas). Atliekant atsparų darbą, šie vektoriai yra priešingi (180º kampas). Peržiūrėkite situacijų, kuriose atliekamas variklis ir atsparus darbas, pavyzdžius.
Stumdami pirkinių krepšelį, atliekame motorinius darbus.
Kai dviračio stabdžių kaladėlės prispaudžia ratlankį, trinties jėga dirba sunkų darbą.
Kai leidžiamės žemyn laiptais, svorio jėga atlieka motorinį darbą.
Kai lipame kopėčiomis, svorio jėga atlieka sunkų darbą.
Taip pat skaitykite: Traukimas - lynais, trosais ar vielomis kūną veikianti jėga
stiprumo darbo svoris
Svorio jėgos atliktas darbas atitinka energijos kiekį, reikalingą m masės kūnui pakelti į aukštį h žemės atžvilgiu regione, kuriame gravitacija verta g. Žr. Formulę, naudojamą skaičiuojant stiprumo svoris:
m - kūno masė (kg)
g - sunkis (m / s²)
H - aukštis (m)
Elektros darbai
Skaičiavimas elektros energijos darbai gali būti pagamintas iš sandaugos tarp apkrovos modulio ir skirtumo elektrinis potencialas, voltais, kuri yra veikiama šios apkrovos.
τ - darbas (J)
ką - elektros krūvis (C)
U - potencialų skirtumas (V)
Kintamo stiprumo darbas
Kintamos jėgos darbą galima apskaičiuoti pagal grafiką, kuris susieja jėgą su kūno patirtu poslinkiu. Šiuo atveju atlikto darbo modulis yra skaitiniu lygus plotas po kreive. Žiūrėti:
Darbo ir kinetinės energijos teorema
Darbo ir kinetinės energijos teorema susijusi su kūnu ar kūnų sistema atlikto darbo kiekiu pagal jo kinetinės energijos kitimą. Kitaip tariant, kiekvieną darbo pasirodymą lydi kinetinės energijos kitimas.
Trumpai tariant, mes sakome, kad atliktas darbas yra lygus kinetinės energijos kitimui:
Norint sužinoti dar daugiau apie darbo apibrėžimą, būtina išspręsti kai kuriuos pratimus šia tema. Nagi?
Taip pat žiūrėkite: Kaip išspręsti Niutono dėsnio pratimus
Išspręsta jėgos darbo pratybos
1 klausimas - („Espcex“) Blokas, ištemptas neištiestos virvės ir nereikšmingos masės pagalba, su trintimi slenka virš horizontalaus paviršiaus, apibūdindamas tiesų ir tolygų judėjimą. Virvė su horizontaliu kampu sudaro 53 ° kampą, o trauka, kurią ji perduoda į bloką, yra 80 N. Jei blokas pasislinkęs 20 m išilgai paviršiaus, traukos metu atliekamas bloko darbas:
(Duomenys: sin 53 ° = 0,8 ir cos 53 ° = 0,6)
a) 480 J
b) 640 J
c) 960 J
d) 1280 J
e) 1600 J
Rezoliucija:
Norint atsakyti į šį klausimą, būtina naudoti kūrinio formulę, bet taip pat nustatyti aktualius teiginio duomenis, kurie yra kampo jėga, atstumas ir kosinusas. Tada turite atlikti šį skaičiavimą:
Pagal gautą rezultatą darome išvadą, kad teisinga alternatyva yra raidė C.
2 klausimas - (CPS) Norėdami transportuoti iš komposto pašalintą tręšiamą žemę, ūkininkas užpildo vežimėlį ir nuneša jį į sodinimo vietą, pritaikydamas horizontalią, pastovią jėgą, kurios intensyvumas lygus 200 N. Jei šio gabenimo metu sukurta jėga sugebėjo atlikti 1800 J darbą, tai atstumas tarp komposto krūvos ir sodinimo vietos buvo metrais:
a) 6
b) 9
c) 12
d) 16
e) 18
Rezoliucija:
Klausime prašoma apskaičiuoti atstumą ir tam mes informuojame modulį apie darbo kiekį ir jėgą. Tokiu būdu turime atlikti tokį skaičiavimą:
Remiantis skaičiavimais, teisinga alternatyva yra raidė B.
3 klausimas - (Mackenzie) „Rio 2016“ olimpinėse žaidynėse mūsų šuolio į auksą medalininkas Thiago Brazas, sveriantis 75,0 kg, pasiekė 6,03 m aukštį, tai yra pasaulio rekordas, o nuo stulpo atramos taško nukrito 2,80 m. Atsižvelgiant į sunkio pagreičio modulį g = 10 m / s², svorio jėgos darbas nusileidimo metu buvo maždaug:
a) 2,10 kJ
b) 2,84 kJ
c) 4,52 kJ
d) 4,97 kJ
e) 5,10 kJ
Rezoliucija:
Atsakant į šį klausimą reikia apskaičiuoti darbo kiekį. Norėdami tai padaryti, turime žinoti masės, sunkio ir aukščio vertes. Turėdami šias vertes, tiesiog atlikite skaičiavimus:
Mūsų rezultatas rodo, kad teisinga alternatyva yra raidė C.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-uma-forca.htm
