Munca în fizică este o valoare care se găsește înmulțind modulul forței care mișcă corpul cu distanța pe care s-a deplasat. În articol, vom analiza în detaliu situațiile în care corpul se mișcă și rămâne nemișcat. Să învățăm formula muncii și unitățile sale de măsură.
Forțele care acționează asupra unui corp
Să ne imaginăm că avem un fir pe care este suspendat un corp. Din partea laterală a firului acționează asupra acestuia forța elastică a firului, să-l notăm F. Corpul este nemișcat, să presupunem că am atașat firul de un trepied. Este necesar să facem ceva pentru a menține această stare la infinit? Nu. Deși există o forță care acționează asupra corpului, aceasta nu se mișcă.
Lucrul în fizică - ce este? Înainte de a răspunde la această întrebare, luați în considerare situația. Să presupunem că un corp se mișcă, dar nicio forță nu acționează asupra lui. De exemplu, dacă este o minge în spațiul îndepărtat, departe de toate stelele și galaxiile. Atunci forța atracției lor va fi neglijabilă. Desenați o diagramă.
Corpul s-a deplasat la o anumită distanță s, dar nu există nicio forță (F=0). Este necesarluați vreo măsură pentru a menține corpul în mișcare? Nu. Această stare poate fi menținută pe termen nelimitat. Aceasta este o mișcare rectilinie uniformă în absența forțelor care acționează asupra corpului.
Forță care produce lucrări mecanice
Și acum situația este fundamental diferită. Vom ridica aceeași minge. O forță acționează asupra ei, se aplică corpului din partea laterală a frânghiei. Notăm cantitatea de mișcare a mingii cu litera s, iar forța - F. Se va ridica bila însăși? Nu, ceva trebuie să-l ridice. De exemplu, un motor electric trebuie să funcționeze undeva. Dar pentru ca acesta să funcționeze, apa trebuie să cadă din baraj, ceea ce duce la rotirea turbinei la care este conectat generatorul. Prin linia de alimentare, energia trebuie transmisă motorului, iar acesta trebuie să funcționeze și să ridice sarcina. Adică, mișcarea nu poate fi realizată de la sine.
Fizicienii spun că în primele două cazuri forța nu lucrează mecanic. În al treilea caz, lucrarea este gata. Prin ce este produs? Forța F. În fizică, munca este o mărime. Și dacă da, atunci se poate schimba în sus și în jos. Este ușor de ghicit că dacă forța este crescută și corpul este mișcat la aceeași distanță, atunci munca acestei forțe va fi mai mare. Cum poate fi crescută puterea? De exemplu, a lua o minge este de două ori mai greu. Apoi munca se va dubla. Prin urmare, munca efectuată de o forță este proporțională cu mărimea forței. Aceasta este legea.
Formula de lucru mecanic
Să ne imaginăm că trebuie să ridicăm aceeași minge nu cu 50 cm, ci cu 100 cm.faceți treaba pentru a-l ridica mai întâi la prima jumătate a distanței și apoi la a doua. De fiecare dată se va face aceeași muncă, dar munca totală va fi de două ori mai mare. Aceasta înseamnă că munca este direct proporțională cu distanța parcursă de corp. Prin urmare, fizicienii au fost de acord să desemneze valoarea lui Fs cu litera A și să o numească munca forței. Expresia Fs va fi direct proporțională cu forța și deplasarea corpului.
A=Fs este formula pentru lucrul în fizică. A este valoarea dorită a forței aplicate corpului, iar s este calea parcursă de corp. Cu toate acestea, există situații în care o forță este aplicată corpului, dar acesta nu se mișcă. În al treilea caz, corpul se mișcă în aceeași direcție în care se aplică forța. Prin urmare, ar fi mai corect să spunem că s este deplasarea corpului în direcția forței. Să formulăm o definiție: munca în fizică este o valoare egală cu produsul dintre modulul de forță și deplasarea corpului în direcția forței.
Unități de măsură
Să ne uităm la formula definitorie A=Fs. [A]=Nm=J. N este newtoni, J este jouli. Cum să înțelegi ce este 1 joule? Să desenăm o diagramă care arată o forță care lucrează de un joule.
Figura arată poziția inițială și finală a corpului. L-am mutat la o distanță de 1 m. La mișcare, s-a aplicat corpului o forță de un newton. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Adică, un joule este munca efectuată de o forță de un newton atunci când un corp se mișcă la o distanță de 1 m în direcția forței.
Un joule este o cantitate mică de muncă. A creste1 kg greutate la 10 cm, trebuie să lucrați în 1 joule. Pentru a-l ridica la un metru înălțime, trebuie să faci o muncă de 10 jouli. Dacă vorbim despre munca macaralelor, acestea ridică tone cu zeci de metri. Prin urmare, se folosesc și alte unități de măsură a muncii: kilojulii, megajoulii etc. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Acționarea ceasului de perete este pusă în mișcare de motor. Funcționează mult mai puțin de un joule. Se măsoară în milijouli. 1 mJ=0,001 J. Există și microjouli. 1 μJ=110^-6 J.
