Arbete är överföring av energi till en kropp eller ett kroppssystem på grund av att en kraft appliceras. Arbetet som utförs på en kropp producerar en kinetisk energivariation.
Genom det här viktig storlek på dynamik, är det möjligt att studera överföring och transformation av energi i de mest olika fysiska systemen.
Läs också: Vad är styrka?
Vad är arbete?
arbete är en fysisk kvantitet som mäter överföring eller transformation av energi. Måttenheten för denna skalära kvantitet är joule. Dessutom motsvarar arbetet som utförs av en kraft variationen i rörelseenergi, så väl som potentiell energi tillskrivs en kropp eller ett system av kroppar.
När arbete utförs på en kropp förvandlas en del av den energi som lagrades i kroppen till andra former av energi. När vi till exempel lyfter ett föremål från marken till en höjd h transformerar vi en energi som är från våra muskler till den här kroppen, som efter att ha varit upphöjd börjar presentera en viss mängd i ochpotentiell gravitationsenergi.
Det är anmärkningsvärt att arbetet är beräknas baserat på kroppens sträcka. För denna beräkning beaktas emellertid endast avståndet i riktning mot den kraft som utför arbetet - med andra ord, arbete är lika med vektorprojektion styrka om riktningen på kroppens sträcka.
Hur beräknas arbetet för en kraft?
Att beräkna det arbete som utförs av a konstant kraft, det är nödvändigt att multiplicera modulen för denna kraft med distans reste och förbi vinkelkosinus som bildas mellan kraft (F) och avstånd (d). Formeln vi använder för att beräkna arbetet är som följer:
Från den visade formeln kan du se det det utförs inget arbete när vinkeln mellan kraft och avstånd är lika med 90º, eftersom cosinus för denna vinkel är lika med noll. Detta beror på att när en kraft appliceras i en riktning vinkelrät mot en förskjutning, detta kraft främjar inte någon variation i kroppens kinetiska energi utan ändrar bara dess riktning rörelse.
Motorarbete och tufft arbete
motorarbete är namnet på det arbete som görs en kropps rörelse, förse honom med rörelseenergi. Å andra sidan, arbeteresistent är den där a styrkamotsatstillrörelse, orsakar att kroppen får sin kinetiska energi reducerad och / eller omvandlas till andra typer av energi, såsom gravitationell potentiell energi eller Värmeenergi, i fall där a avledande kraft.
I motorarbete, kraft- och förskjutningsvektorer är parallella (0 ° vinkel). I det resistenta arbetet är dessa vektorer motsatta (vinkel 180 °). Kolla in exempel på situationer där motorarbete och motståndskraftigt arbete utförs.
När vi skjuter en kundvagn utför vi motorarbete.
När en cykels bromsbelägg trycker på fälgen, friktionskraft gör ett tufft jobb.
När vi går nerför en stege utför vikten kraften motorarbete.
När vi klättrar upp en stege gör viktkraften ett tufft jobb.
Läs också: Dragkraft - utövas på en kropp genom rep, kablar eller ledningar
styrka arbetsvikt
Arbetet som utförs av viktkraften motsvarar den mängd energi som behövs för att lyfta en kroppsvikt m till en höjd h i förhållande till marken, i ett område där allvar värt g. Se formeln som används för att beräkna arbetet med styrka vikt:
m - kroppsmassa (kg)
g - gravitation (m / s²)
H - höjd (m)
Elarbete fungerar
Beräkningen av elkraftarbete kan tillverkas från produkten mellan lastmodulen och skillnaden mellan elektrisk potential, i volt, som denna belastning utsätts för.
τ - arbete (J)
Vad - elektrisk laddning (C)
U - potentialskillnad (V)
Arbete med variabel styrka
Arbetet med en variabel kraft kan beräknas från ett diagram som relaterar kraften till den förskjutning som kroppen lider av. I detta fall är modulen för det utförda arbetet numeriskt lika med område under kurvan. Kolla på:
Sats för arbete och kinetisk energi
Satsen för arbete och kinetisk energi avser mängden arbete som utförs på en kropp eller på ett kroppssystem enligt variationen i dess kinetiska energi. Med andra ord, varje arbetsföreställning åtföljs av en variation av kinetisk energi.
Kort sagt säger vi att det utförda arbetet är lika med variationen i kinetisk energi:
För att lära dig mer om definitionen av arbete är det nödvändigt att lösa några övningar i ämnet. Kom igen?
Se också: Hur man löser Newtons lagövningar
Lösta övningar på en styrks arbete
Fråga 1 - (Espcex) Ett block, som dras med hjälp av ett otekniskt rep och försumbar massa, glider över en horisontell yta med friktion och beskriver en rak och enhetlig rörelse. Repet gör en vinkel på 53 ° med det horisontella och dragkraften som det överför till blocket är 80 N. Om blocket förskjuts 20 m längs ytan kommer arbetet som utförs genom dragning på blocket att vara:
(Data: sin 53 ° = 0,8 och cos 53 ° = 0,6)
a) 480 J
b) 640 J
c) 960 J
d) 1280 J
e) 1600 J
Upplösning:
För att svara på den här frågan är det nödvändigt att använda formeln för arbetet, men också identifiera de relevanta uppgifterna i påståendet, vilka är vinkelns kraft, avstånd och cosinus. Då måste du göra följande beräkning:
Baserat på det erhållna resultatet drar vi slutsatsen att det rätta alternativet är bokstaven C.
Fråga 2 - (CPS) För att transportera befruktat mark som tagits bort från komposten fyller en jordbrukare en skottkärra och tar den till planteringsplatsen genom att applicera en horisontell, konstant kraft med en intensitet som är lika med 200 N. Om den resulterande kraften under denna transport kunde utföra 1800 J-arbete, var avståndet mellan komposthög och planteringsplats i meter:
a) 6
b) 9
c) 12
d) 16
e) 18
Upplösning:
Frågan ber oss att beräkna avståndet och för det informeras vi modulen om mängden arbete, liksom kraften. På detta sätt måste vi göra följande beräkning:
Enligt beräkningen är det rätta alternativet bokstaven B.
Fråga 3 - (Mackenzie) Vid OS 2016 i Rio nådde vår guldmedaljägare, Thiago Braz, med en vikt på 75,0 kg, en höjd på 6,03 m, ett världsrekord och föll 2,80 m från polens stödpunkt. Med tanke på tyngdaccelereringsmodulen g = 10 m / s² var arbetet som utfördes av viktkraften under nedstigningen ungefär:
a) 2,10 kJ
b) 2,84 kJ
c) 4,52 kJ
d) 4,97 kJ
e) 5,10 kJ
Upplösning:
Svaret på denna fråga kräver att vi beräknar en mängd arbete. För att göra detta måste vi känna till värdena för massa, gravitation och höjd. Om du har dessa värden, gör bara beräkningen:
Vårt resultat visar att rätt alternativ är bokstaven C.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-uma-forca.htm
