In ons dagelijks leven is werk gerelateerd aan het uitoefenen van een activiteit of dienst. In de natuurkunde wordt werk echter anders geconceptualiseerd. Als er geen kracht en verplaatsing is, is er geen werk. Dit betekent dat zelfs als een persoon een zwaar voorwerp gedurende lange tijd vasthoudt, hij fysiek niet aan het werk is.
O mechanisch werk is een vectorgrootheid die ons in staat stelt de variatie in energie te berekenen waaraan een lichaam lijdt of de hoeveelheid energie die een lichaam heeft. Het kan worden berekend met de vergelijking:
τ= F. d
Wezen:
τ - verrichte werkzaamheden;
F - Kracht;
d - verplaatsing geleden door een lichaam onder invloed van een kracht.
De meeteenheid van arbeid in het internationale systeem is de Joule, genoemd naar James Prescott Joule, en wordt weergegeven door de letter J. Joule kan als volgt worden gedefinieerd:
“Een Joule is de hoeveelheid arbeid die wordt verricht door een constante kracht van 1 Newton over een afstand van één meter en in dezelfde richting als die verplaatsing.”
1J = 1N.m
Werk van een constante kracht
Kijk naar de onderstaande figuur:
De figuur toont een blok dat wordt getrokken door een kracht die een hoek α maakt met de horizontaal
In de figuur kunnen we zien dat er een kracht wordt uitgeoefend F over een blok. Deze kracht maakt een hoek met de verplaatsingsrichting. FX is de component van de kracht in de verplaatsingsrichting d.
Om een wiskundige uitdrukking te vinden voor het werk dat aan het blok is gedaan, moeten we bedenken dat: FX het is de enige kracht die verplaatsing beïnvloedt. Het werk wordt dus gegeven door de uitdrukking:
τ= FX.. d
FX wordt gedefinieerd door de vergelijking:
FX = F. want
wij kunnen vervangen FX door F. cos α in de vorige uitdrukking om het werk in termen van F te verkrijgen:
τ = F.d. want
Soorten mechanisch werk
Het werk kan positieve en negatieve waarden aannemen, afhankelijk van de waarde van de hoek α. Volgens de veronderstelde waarde kan het op drie manieren worden ingedeeld:
Motorwerk: wanneer 0º ≤ α < 90º. De arbeid is positief, aangezien cos α > 0, en kracht en verplaatsing dezelfde richting hebben
Nulwerk: als α = 90º, aangezien cos 90º = 0 en er geen verplaatsing is;
Bestendig werk: bij 90 < α ≤ 180º. De arbeid is negatief, aangezien cos α negatieve waarden zal aannemen. Verplaatsing en kracht hebben tegengestelde betekenissen.
Door Mariane Mendes
Afgestudeerd in natuurkunde
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-trabalho-mecanico.htm
