Робота - це передача енергії тілу чи системі тіл завдяки застосуванню сили. Робота, яка виконується на тілі, дає а варіація кінетичної енергії.
Через це важлива величина динаміка, можна вивчити передачу та перетворення енергії в найрізноманітніших фізичних системах.
Читайте теж: Що таке сила?
Що таке робота?
робота - це фізична кількість який вимірює передачу або перетворення енергії. Одиницею виміру цієї скалярної величини є джоуль. Крім того, робота, яку виконує сила, еквівалентна варіації кінетична енергія, а також потенційна енергія приписується тілу або системі тіл.
Коли виконується робота над тілом, частина енергії, яка зберігалася в цьому тілі, перетворюється в інші форми енергії. Наприклад, коли ми піднімаємо предмет із землі на висоту h, ми перетворюємо енергію, яка є від наших м’язів до цього тіла, яке після підняття починає представляти певну кількість в ігравітаційна потенційна енергія.
Примітно, що робота є обчислюється на основі відстані, пройденої тілом
. Однак для цього розрахунку враховується лише відстань, пройдена в напрямку сили, що виконує роботу - іншими словами, робота дорівнює векторній проекції міцність про напрям пройденої тілом відстані.Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Як обчислюється робота сили?
Для розрахунку роботи, виконаної a постійна сила, необхідно помножити модуль цієї сили на відстань подорожував і повз косинус кута яка утворюється між силою (F) та відстанню (d). Формула, яку ми використовуємо для розрахунку роботи, така:
З відображеної формули ви можете це побачити робота не виконується, коли кут між силою та відстанню дорівнює 90º, оскільки косинус цього кута дорівнює нулю. Це пояснюється тим, що коли сила прикладена в напрямку, перпендикулярному до зміщення, це сила не сприяє будь-яким змінам кінетичної енергії тіла, а лише змінює напрямок його руху рух.
Рухова робота та важка робота
рухова робота - це назва роботи, яка виконується користь руху тіла, забезпечуючи його кінетична енергія. З іншого боку, роботастійкий це той, де a міцністьнавпакидорух, спричинення зменшення кінетичної енергії тіла та / або її перетворення в інші типи енергії, такі як гравітаційна потенційна енергія або Термальна енергія, у випадку, коли a дисипативна сила.
У руховій роботі вектори сили та переміщення паралельні (Кут 0 °). У стійкій роботі ці вектори протилежні (кут 180º). Ознайомтеся з прикладами ситуацій, в яких виконуються рухові роботи та стійкі роботи.
Коли ми штовхаємо кошик для покупок, ми виконуємо моторні роботи.
Коли гальмівні колодки велосипеда тиснуть на обод, сила тертя робить важку роботу.
Коли ми спускаємось по сходах, сила ваги виконує рухову роботу.
Коли ми піднімаємося сходами, сила ваги робить важку роботу.
Читайте також: Тяга - сила, що діє на тіло через мотузки, троси або дроти
сила робочої ваги
Робота, яка виконується силою ваги, відповідає кількості енергії, необхідної для підняття тіла маси m на висоту h відносно землі, в області, де сила тяжіння вартує g. Див. Формулу, яка використовується для розрахунку роботи силова вага:
м - маса тіла (кг)
g - сила тяжіння (м / с²)
H - висота (м)
Електроенергетичні роботи
Розрахунок роботи з електроенергії можна зробити з добутку між модулем навантаження та різницею електричний потенціал, у вольтах, яким піддається це навантаження.
τ - робота (J)
що - електричний заряд (C)
U - різниця потенціалів (V)
Робота змінної сили
Роботу змінної сили можна розрахувати за графіком, який пов'язує силу зі зміщенням, яке зазнає тіло. У цьому випадку модуль виконаної роботи чисельно дорівнює площа під кривою. Дивитися:
Теорема роботи та кінетичної енергії
Теорема про роботу та кінетичну енергію стосується обсягу роботи, яку виконують над тілом або системою тіл відповідно до зміни його кінетичної енергії. Іншими словами, кожне виконання роботи супроводжується зміною кінетичної енергії.
Коротше кажучи, ми говоримо, що виконана робота дорівнює варіації кінетичної енергії:
Щоб ще більше дізнатись про визначення роботи, необхідно розв’язати деякі вправи з цього питання. Давай?
Дивіться також: Як розв’язати вправи із законом Ньютона
Розв’язані вправи на роботу сили
Питання 1 - (Espcex) Блок, натягнутий за допомогою нерозтяжної мотузки і незначної маси, ковзає по горизонтальній поверхні тертям, описуючи прямий і рівномірний рух. Канат робить кут 53 ° з горизонталлю, а тяга, яку він передає блоку, дорівнює 80 Н. Якщо блок зміщений на 20 м уздовж поверхні, робота, що виконується тягою на блоці, буде такою:
(Дані: sin 53 ° = 0,8 і cos 53 ° = 0,6)
а) 480 Дж
б) 640 Дж
в) 960 Дж
г) 1280 Дж
д) 1600 Дж
Дозвіл:
Щоб відповісти на це запитання, необхідно скористатися формулою роботи, але також визначити відповідні дані у твердженні, які є силою, відстанню та косинусом кута. Потім потрібно зробити наступний розрахунок:
На основі отриманого результату ми робимо висновок, що правильною альтернативою є літера С.
Питання 2 - (CPS) Для транспортування удобреної землі, вилученої з компосту, фермер заповнює тачку і доставляє її до місця посадки, застосовуючи горизонтальну постійну силу з інтенсивністю, рівною 200 Н. Якщо під час цього транспортування прикладена зусилля змогла виконати роботу 1800 Дж, то відстань між купою компосту та місцем посадки становила, в метрах:
а) 6
б) 9
в) 12
г) 16
д) 18
Дозвіл:
Питання просить нас розрахувати відстань, і для цього нам повідомляють модуль про обсяг роботи, а також про силу. Таким чином, ми повинні зробити наступний розрахунок:
Відповідно до розрахунку, правильною альтернативою є літера Б.
Запитання 3 - (Маккензі) На Олімпійських іграх у Ріо-2016 наш золотий призер зі стрибків з жердиною Тіаго Браз, вагою 75,0 кг, досяг 6,03 м, що є світовим рекордом, впавши на 2,80 м від точки опори полюса. Враховуючи модуль прискорення сили тяжіння g = 10 м / с², робота сили ваги під час спуску становила приблизно:
а) 2,10 кДж
б) 2,84 кДж
в) 4,52 кДж
г) 4,97 кДж
д) 5,10 кДж
Дозвіл:
Відповідь на це питання вимагає від нас розрахунку обсягу роботи. Для цього нам потрібно знати значення маси, сили тяжіння та висоти. Володіючи цими значеннями, просто зробіть розрахунок:
Наш результат показує, що правильною альтернативою є літера С.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
