Munca este transferul de energie către un corp sau un sistem de corpuri datorită aplicării unei forțe. Munca care se face asupra unui corp produce o variația energiei cinetice.
Prin asta magnitudine importantă a dinamica, este posibil să se studieze transferul și transformarea energiei în cele mai diverse sisteme fizice.
Citește și tu: Ce este puterea?
Ce este munca?
munca este o cantitate fizica care măsoară transferul sau transformarea energiei. Unitatea de măsură a acestei mărimi scalare este joule. Mai mult, lucrarea care este efectuată de o forță este echivalentă cu variația lui energie kinetică, la fel de bine ca energie potențială atribuit unui corp sau unui sistem de corpuri.
Când se lucrează pe un corp, o parte din energia care a fost stocată în acel corp se transformă în alte forme de energie. Când ridicăm un obiect de la sol la o înălțime h, de exemplu, transformăm o energie care este de la mușchii noștri la acest corp, care, după ce a fost ridicat, începe să prezinte o anumită cantitate în șienergia potențială gravitațională.
Este de remarcat faptul că lucrarea este calculat pe baza distanței parcurse de corp. Cu toate acestea, pentru acest calcul, se ia în considerare doar distanța parcursă în direcția forței care efectuează lucrarea - cu alte cuvinte, munca este egală cu proiecția vectorială putere despre direcția distanței parcurse de corp.
Cum se calculează munca unei forțe?
Pentru a calcula munca efectuată de un forță constantă, este necesar să se înmulțească modulul acestei forțe cu distanţă călătorit și de cosinusul unghiului care se formează între forță (F) și distanță (d). Formula pe care o folosim pentru a calcula lucrarea este următoarea:
Din formula afișată, puteți vedea asta nu se lucrează când unghiul dintre forță și distanță este egal cu 90º, deoarece cosinusul acestui unghi este egal cu zero. Acest lucru se datorează faptului că atunci când o forță este aplicată într-o direcție perpendiculară pe o deplasare, aceasta forța nu promovează nicio variație a energiei cinetice a corpului, ci doar schimbă direcția acestuia circulaţie.
Muncă cu motor și muncă grea
munca motorie este numele dat muncii căreia i se face favoarea mișcării unui corp, oferindu-i energie kinetică. Pe de altă parte, muncărezistent este cel în care a puterecontrarlacirculaţie, determinând ca organismul să aibă energia cinetică redusă și / sau transformată în alte tipuri de energie, precum energia potențială gravitațională sau Energie termală, în cazul în care a forță disipativă.
În munca cu motor, vectorii de forță și deplasare sunt paraleli (Unghi 0 °). În lucrarea rezistentă, acești vectori sunt opuși (unghi de 180º). Consultați exemple de situații în care sunt efectuate lucrări cu motor și lucrări rezistente.
Când împingem un coș de cumpărături, efectuăm lucrări motorii.
Când plăcuțele de frână ale unei biciclete apasă pe jantă, forța de frecare face o treabă grea.
Când coborâm pe o scară, forța greutății efectuează o muncă motorie.
Când urcăm o scară, forța de greutate face o treabă grea.
Citește și: Tracțiune - forță exercitată asupra unui corp prin frânghii, cabluri sau fire
rezistență greutate de lucru
Munca efectuată de forța de greutate corespunde cantității de energie necesară pentru a ridica un corp de masă m la o înălțime h în raport cu solul, într-o regiune în care gravitatie merită g. Vedeți formula utilizată pentru a calcula munca greutatea puterii:
m - masa corporală (kg)
g - greutate (m / s²)
H - înălțime (m)
Lucrul cu energie electrică
Calculul munca electrică se poate face din produsul dintre modulul de sarcină și diferența de potential electric, în volți, la care este supusă această sarcină.
τ - munca (J)
ce - încărcare electrică (C)
U - diferența de potențial (V)
Lucrare cu o forță variabilă
Lucrarea unei forțe variabile poate fi calculată dintr-un grafic care leagă forța de deplasarea suferită de corp. În acest caz, modulul lucrării efectuate este numeric egal cu zona de sub curbă. Ceas:
Teorema muncii și a energiei cinetice
Teorema muncii și a energiei cinetice raportează cantitatea de muncă care se face pe un corp sau pe un sistem de corpuri în funcție de variația energiei sale cinetice. Cu alte cuvinte, fiecare performanță de lucru este însoțită de o variație a energiei cinetice.
Pe scurt, spunem că lucrarea efectuată este egală cu variația energiei cinetice:
Pentru a afla și mai multe despre definiția muncii, este necesar să rezolvați câteva exerciții pe această temă. Haide?
Vezi și: Cum se rezolvă exercițiile de drept ale lui Newton
Exerciții rezolvate asupra muncii unei forțe
Întrebarea 1 - (Espcex) Un bloc, tras cu ajutorul unei frânghii inextensibile și a unei mase neglijabile, alunecă cu frecare pe o suprafață orizontală, descriind o mișcare dreaptă și uniformă. Coarda face un unghi de 53 ° cu orizontală, iar tracțiunea pe care o transmite blocului este de 80 N. Dacă blocul este deplasat la 20 m de-a lungul suprafeței, lucrarea efectuată prin tracțiune pe bloc va fi:
(Date: sin 53 ° = 0,8 și cos 53 ° = 0,6)
a) 480 J
b) 640 J
c) 960 J
d) 1280 J
e) 1600 J
Rezoluţie:
Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să se utilizeze formula lucrării, dar să se identifice și datele pertinente din enunț, care sunt forța, distanța și cosinusul unghiului. Apoi, trebuie să faceți următorul calcul:
Pe baza rezultatului obținut, concluzionăm că alternativa corectă este litera C.
Întrebarea 2 - (CPS) Pentru a transporta terenul fertilizat scos din compost, un fermier umple o roabă și o duce la locul de plantare aplicând o forță orizontală, constantă, cu o intensitate egală cu 200 N. Dacă în timpul acestui transport, forța rezultată aplicată a reușit să facă 1800 J, atunci distanța dintre grămada de compost și locul de plantare a fost, în metri:
a) 6
b) 9
c) 12
d) 16
e) 18
Rezoluţie:
Întrebarea ne cere să calculăm distanța și, pentru aceasta, ni se comunică modulul cu privire la cantitatea de muncă, precum și forța. În acest fel, trebuie să facem următorul calcul:
Conform calculului, alternativa corectă este litera B.
Întrebarea 3 - (Mackenzie) La Jocurile Olimpice de la Rio 2016, medaliatul nostru cu aur la sărituri cu stâlpul, Thiago Braz, cântărind 75,0 kg, a atins o înălțime de 6,03 m, un record mondial, coborând 2,80 m față de punctul de sprijin al stâlpului. Având în vedere modulul de accelerație gravitațională g = 10 m / s², munca efectuată de forța de greutate în timpul coborârii a fost de aproximativ:
a) 2,10 kJ
b) 2,84 kJ
c) 4,52 kJ
d) 4,97 kJ
e) 5,10 kJ
Rezoluţie:
Răspunsul la această întrebare ne cere să calculăm o cantitate de muncă. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoaștem valorile masei, gravitației și înălțimii. În posesia acestor valori, faceți calculul:
Rezultatul nostru arată că alternativa corectă este litera C.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-uma-forca.htm