Šta je posao u fizici?

Rad u fizici je veličina koja se nalazi množenjem modula sile koja pomjera tijelo sa udaljenošću za koju se ono pomjerilo. U članku ćemo detaljno pogledati situacije kada se tijelo kreće i ostaje nepomično. Saznat ćemo formulu rada i njene mjerne jedinice.

Sile koje deluju na organizam

Zamislimo da imamo konac na kojem je tijelo ovješeno. Sa strane konca na njega djeluje elastična sila konca, označavamo je F. Tijelo je nepomično, recimo da smo pričvrstili konac za stativ. Moram li učiniti nešto da ovo stanje zadržim na neodređeno vrijeme? Ne. Iako sila djeluje na tijelo, ona se ne pomjera.

Šta je posao u fizici? Prije nego što odgovorimo na ovo pitanje, razmotrimo situaciju. Pretpostavimo da se tijelo kreće, ali na njega ne djeluju sile. Na primjer, ako je to Lopta u udaljenom svemiru, daleko od svih zvijezda i galaksija. Tada će snaga njihove privlačnosti biti zanemarljiva. Nacrtajmo dijagram.

Tijelo se pomjerilo na određeno rastojanje s, ali ne postoji sila u isto vrijeme (F=0). Da li je potrebno poduzeti bilo kakvu akciju da bi se tijelo nastavilo kretati? ?. Ovo stanje može trajati u nedogled. Ovo je jednolično pravolinijsko kretanje u odsustvu sila koje deluju na organizam.

Sila koja proizvodi mehanički rad

A sada je situacija suštinski drugačija. Podići ćemo istu loptu. Na njega djeluje sila, nanosi se na tijelo sa strane užeta. Veličina kretanja lopte označava se slovom s, a sila je F. Hoće li se balon sam podići? Ne, nešto mora da ga podigne. Na primer, električni motor mora negde da radi. Ali da bi funkcionisala, voda mora pasti sa brane, što dovodi do rotacije turbine na koju je generator povezan. Kroz dalekovod, energija se mora prenijeti na motor, a on mora raditi i podići teret. Odnosno, pokret se ne može ostvariti sam po sebi.

Fizičari kažu da u prva dva slučaja sila ne obavlja nikakav mehanički rad. U trećem slučaju posao je obavljen. Šta to proizvodi? Silom F. U fizici je posao količina. I ako je tako, onda se može mijenjati gore-dolje. Nije teško pogoditi da ako se sila poveća i tijelo pomjeri na istu udaljenost, tada će rad ove sile biti veći. Kako mogu povećati svoju snagu? Na primjer, uzmite loptu duplo težu. Tada će se posao udvostručiti. Stoga je rad sile proporcionalan veličini sile. Ovo je zakon.

Formula mehaničkog rada

Zamislite, da smo treba podići istu loptu ne za 50 cm, već za 100 cm. Potrebno je obaviti posao da ga prvo podignete na prvu polovinu udaljenosti, a zatim na drugu. Isti posao će se raditi svaki put, ali ukupan posao će biti duplo veći. To znači da je rad direktno proporcionalan udaljenosti kretanja tijela. Stoga su se fizičari složili da vrijednost F*s označe slovom A i nazovu je radom sile. Izraz F * S bit će izravno proporcionalan sili i kretanju tijela.

A=F * S je formula za rad u fizici. A je željena količina sile primijenjena na tijelo, a s je put kojim je tijelo prešlo. Međutim, postoje situacije kada se sila primjenjuje na tijelo, ali se ono ne pomjera. U našem trećem slučaju, tijelo se kreće u istom smjeru u kojem se primjenjuje sila. Stoga bi bilo tačnije reći da je s kretanje tijela u smjeru sile. Formulirajmo definiciju: rad u fizici je veličina jednaka proizvodu modula sile na kretanje tijela u smjeru sile.

Jedinice za mjerenje

Pogledajmo definirajuću formulu A=F * s. [A]=N * m=J. H je Njutn, J je džul. . Kako da shvatim, šta je 1 džul? Nacrtajmo dijagram na kojem ćemo prikazati silu koja obavlja posao u jednom džulu.

Slika prikazuje početni i konačni položaj tijela. Pomjerili smo ga na udaljenost od 1m. Prilikom kretanja na tijelo je primijenjena sila od jednog Njutna. A=1 N * 1 m=1 J. Odnosno, jedan džul je rad koji izvodi sila od jednog Njutna pri kretanju tijela, na udaljenosti od 1 m u smjeru sile.

Jedan džul je mali posao. Da biste podigli kilogramsku težinu za 10 cm, posao morate obaviti u 1 džulu. Da biste ga podigli na visinu od metra, posao morate obaviti u 10 džula. Ako govorimo o radu dizalica, oni podižu tone za desetine metara. Stoga se koriste i druge mjerne jedinice rada: kilodžuli, megadžuli itd. d. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10^6 J. Strelicu zidnog sata pokreće motor. On radi mnogo manje posla od jednog džula. Mjeri se u milidžulima. 1 MJ=0,001 J. Tu su i mikrodžuli. 1 MCJ=1 * 10^-6 J.