Práca sily: čo to je, výpočet, cvičenia

Práca je prenos energie do tela alebo systému telies v dôsledku pôsobenia sily. Práce vykonávané na tele vytvárajú a variácia kinetickej energie.

Prostredníctvom tohto dôležitá veľkosť dynamika, je možné študovať prenos a transformáciu energie v najrôznejších fyzikálnych systémoch.

Čítajte tiež: Čo je sila?

Čo je práca?

práca je a fyzikálna veličina ktorá meria prenos alebo premenu energie. Mernou jednotkou tejto skalárnej veličiny je joule. Ďalej je práca, ktorá sa vykonáva silou, ekvivalentná variácii Kinetická energia, ako aj potenciálna energia orgánu alebo sústave orgánov.

Keď sa pracuje na tele, časť energie, ktorá sa v ňom uložila, sa transformuje na iné formy energie. Keď napríklad zdvihneme predmet zo zeme do výšky h, premieňame energiu, ktorá je z našich svalov do tohto tela, ktoré po vyvýšení začne predstavovať určité množstvo v agravitačná potenciálna energia.

Keď dvíhame telo, robíme na ňom prácu.
Keď dvíhame telo, robíme na ňom prácu.

Je pozoruhodné, že práca je vypočítaná na základe vzdialenosti prejdenej telom. Pri tomto výpočte sa však berie do úvahy iba vzdialenosť prejdená v smere sily, ktorá vykonala prácu - inými slovami,

práca sa rovná vektorovej projekcii sila o smere vzdialenosti prejdenej telom.

Ako sa počíta práca sily?

Pre výpočet práce vykonanej a konštantná sila, je potrebné modul tejto sily vynásobiť vzdialenosť cestoval a kosínus uhla ktorá sa tvorí medzi silou (F) a vzdialenosťou (d). Vzorec, ktorý používame na výpočet práce, je nasledovný:

Zo zobrazeného vzorca to vidíte ak sa uhol medzi silou a vzdialenosťou rovná 90 °, nevykonáva sa žiadna práca, pretože kosínus tohto uhla sa rovná nule. Je to tak preto, lebo keď sa na silu pôsobí v smere kolmom na posun, je to tak sila nepodporuje žiadne zmeny kinetickej energie tela, ale iba mení smer svojej pohyb.

Motorická práca a ťažká práca

motorické práce je názov pre prácu, ktorá sa vykonáva v prospech pohybu tela, ktoré mu poskytujú Kinetická energia. Na druhej strane prácaodolný je ten, kde a silanaopakdopohyb, čo spôsobí, že telo bude mať kinetickú energiu zníženú a / alebo transformovanú na iné druhy energie, napríklad na gravitačnú potenciálnu energiu alebo Termálna energia, v prípade, ak a disipatívna sila.

V motorových prácach vektory sily a posunu sú rovnobežné (Uhol 0 °). Pri odolnej práci sú tieto vektory opačné (uhol 180 °). Prezrite si príklady situácií, v ktorých sa vykonávajú motorové práce a odolné práce.

  • Keď tlačíme do nákupného košíka, vykonávame motorické práce.

  • Keď brzdové doštičky bicykla zatlačia na ráfik, trecia sila robí ťažkú ​​prácu.

  • Keď schádzame po rebríku, sila hmotnosti vykonáva motorické práce.

  • Keď stúpame po rebríku, váhová sila robí ťažkú ​​prácu.

Prečítajte si tiež: Hnacia sila - sila vyvíjaná na telo lanami, káblami alebo drôtmi

silová pracovná váha

Práca vykonaná váhovou silou zodpovedá množstvu energie potrebnej na zdvihnutie telesa s hmotnosťou m do výšky h vo vzťahu k zemi, v oblasti, kde gravitácia v hodnote g. Pozrite si vzorec použitý na výpočet práce súboru silová váha:

m - telesná hmotnosť (kg)

g - gravitácia (m / s²)

H - výška (m)

Práce na elektrickej energii

Výpočet práce na elektrickej energii môžu byť vyrobené z produktu medzi modulom zaťaženia a rozdielom elektrický potenciál, vo voltoch, ktorým je toto zaťaženie vystavené.

τ - práca (J)

čo - elektrický náboj (C)

U - potenciálny rozdiel (V)

Práca premenlivej sily

Práca premenlivej sily sa dá vypočítať z grafu, ktorý súvisí so silou a posunom, ktorým telo trpí. V tomto prípade sa modul vykonanej práce číselne rovná plocha pod krivkou. Pozerať:

Plocha grafu Fxd predstavuje modul vykonanej práce.
Plocha grafu Fxd predstavuje modul vykonanej práce.

Veta o pracovnej a kinetickej energii

Veta o pracovnej a kinetickej energii súvisí s množstvom práce, ktorá sa vykoná na telese alebo na sústave telies podľa variácií jeho kinetickej energie. Inými slovami, každý pracovný výkon sprevádza variácia kinetickej energie.

Stručne povedané, hovoríme, že vykonaná práca sa rovná variácii kinetickej energie:

Vyššia veta uvádza, že práca je ekvivalentná variácii kinetickej energie.
Vyššia veta uvádza, že práca je ekvivalentná variácii kinetickej energie.

Ak sa chcete dozvedieť ešte viac o definícii práce, je potrebné vyriešiť niektoré cvičenia z predmetu. Poď?

Pozri tiež: Ako riešiť Newtonove zákonné cvičenia

Vyriešené cvičenia z práce sily

Otázka 1 - (Espcex) Blok vytiahnutý pomocou neroztiahnuteľného lana a zanedbateľnej hmoty sa trením posúva po vodorovnej ploche a popisuje priamy a rovnomerný pohyb. Lano zviera s horizontálou uhol 53 ° a trakcia, ktorú prenáša do bloku, je 80 N. Ak sa blok posunie 20 m pozdĺž povrchu, bude práca vykonaná ťahom na bloku prebiehať:

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

a) 480 J

b) 640 J

c) 960 J

d) 1280 J

e) 1600 J

Rozhodnutie:

Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné použiť vzorec práce, ale vo výroku určiť aj príslušné údaje, ktorými sú sila, vzdialenosť a kosínus uhla. Potom musíte vykonať nasledujúci výpočet:

Na základe získaných výsledkov usudzujeme, že správnou alternatívou je písmeno C.

Otázka 2 - (CPS) Na prepravu hnojenej pôdy odstránenej z kompostu farmár naplní fúrik a vyvezie ho na miesto výsadby použitím vodorovnej konštantnej sily s intenzitou rovnou 200 N. Ak počas tejto prepravy bola výsledná použitá sila schopná vykonať prácu 1 800 J, potom vzdialenosť medzi hromadou kompostu a miestom výsadby bola v metroch:

a) 6

b) 9

c) 12

d) 16

e) 18

Rozhodnutie:

Táto otázka si žiada, aby sme vypočítali vzdialenosť, a preto sme informovaní o množstve práce a sile. Týmto spôsobom musíme urobiť nasledujúci výpočet:

Podľa výpočtu je správnou alternatívou písmeno B.

Otázka 3 - (Mackenzie) Na olympijských hrách v Riu 2016 dosiahol náš zlatý medailista v skoku o žrdi Thiago Braz s hmotnosťou 75,0 kg výšku 6,03 m, čo je svetový rekord, spadol 2,80 m od bodu podpory pri tyči. Ak vezmeme do úvahy modul gravitačného zrýchlenia g = 10 m / s², práca vykonaná váhovou silou počas klesania bola približne:

a) 2,10 kJ

b) 2,84 kJ

c) 4,52 kJ

d) 4,97 kJ

e) 5,10 kJ

Rozhodnutie:

Odpoveď na túto otázku si vyžaduje, aby sme vypočítali množstvo práce. Aby sme to dosiahli, musíme poznať hodnoty hmotnosti, gravitácie a výšky. Ak vlastníte tieto hodnoty, urobte výpočet:

Náš výsledok ukazuje, že správnou alternatívou je písmeno C.

Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-uma-forca.htm

Astrológia poukazuje na 3 znamenia s najväčšími šancami na šťastie v tomto roku

Sme v marci, ale predpoveď znamení na rok 2023 je povzbudivá pre rodákov z troch znamenia zverokr...

read more

Zoom pridáva na platformu nové funkcie na zlepšenie vašej domácej kancelárie

Zoom s najnovšou aktualizáciou prináša niekoľko nových funkcií. Používatelia si teraz budú môcť r...

read more

5 gramatických chýb, ktoré môžu poškodiť vašu povesť: Preč od nich!

Opravte chyby, gramatiku, súdržnosť a súdržnosť a urobte potrebné zmeny, aby bol text dobrý a ply...

read more