Rad u fizici je vrijednost koja se nalazi množenjem modula sile koja pomiče tijelo s udaljenosti koju je pomjerilo. U članku ćemo detaljno razmotriti situacije kada se tijelo kreće i ostaje nepomično. Naučimo formulu rada i njene mjerne jedinice.
Sile koje djeluju na tijelo
Zamislimo da imamo nit na kojoj je obješeno tijelo. Sa strane konca na njega djeluje elastična sila konca, označimo ga F. Tijelo je nepomično, recimo da smo konac pričvrstili za tronožac. Da li je potrebno nešto učiniti da se ovo stanje zadrži na neodređeno vrijeme? br. Iako na tijelo djeluje sila, ono se ne pomjera.
Rad iz fizike - šta je to? Prije nego što odgovorite na ovo pitanje, razmotrite situaciju. Pretpostavimo da se tijelo kreće, ali na njega ne djeluju sile. Na primjer, ako je lopta u dalekom svemiru, daleko od svih zvijezda i galaksija. Tada će sila njihove privlačnosti biti zanemarljiva. Nacrtajte dijagram.
Tijelo se pomaknulo na određeno rastojanje s, ali nema sile (F=0). Da li je potrebnopoduzeti bilo kakvu radnju da održite tijelo u pokretu? br. Ovo stanje se može održavati beskonačno. Ovo je ravnomjerno pravolinijsko kretanje u odsustvu sila koje djeluju na tijelo.
Prisilni mehanički rad
A sada je situacija fundamentalno drugačija. Podići ćemo istu loptu. Na njega djeluje sila, nanosi se na tijelo sa strane užeta. Količinu kretanja lopte označavamo slovom s, a silu - F. Hoće li se sama lopta podići? Ne, nešto mora da ga podigne. Na primjer, električni motor mora negdje raditi. Ali da bi ona radila, voda mora pasti sa brane, što dovodi do rotacije turbine na koju je spojen generator. Preko dalekovoda energija se mora prenositi na motor, a on mora raditi i podizati teret. To jest, pokret se ne može realizovati sam.
Fizičari kažu da u prva dva slučaja sila ne obavlja mehanički rad. U trećem slučaju posao je završen. Čime se proizvodi? Sila F. U fizici je rad količina. A ako je tako, onda se može mijenjati gore-dolje. Lako je pretpostaviti da ako se sila poveća i tijelo pomakne na istu udaljenost, onda će rad ove sile biti veći. Kako se snaga može povećati? Na primjer, uzimanje lopte je dvostruko teže. Tada će se rad udvostručiti. Dakle, rad sile je proporcionalan veličini sile. Ovo je zakon.
Formula mehaničkog rada
Zamislimo da istu loptu trebamo podići ne za 50 cm, već za 100 cm.uradite posao da ga podignete prvo na prvu polovinu udaljenosti, a zatim na drugu. Svaki put će se raditi isti posao, ali će ukupan posao biti duplo veći. To znači da je rad direktno proporcionalan udaljenosti koju pređe tijelo. Stoga su se fizičari složili da vrijednost Fs označe slovom A i nazovu je radom sile. Izraz Fs će biti direktno proporcionalan sili i pomaku tijela.
A=Fs je formula za rad u fizici. A je željena vrijednost sile primijenjene na tijelo, a s je putanja koju tijelo pređe. Međutim, postoje situacije kada se na tijelo primjenjuje sila, ali se ono ne pomiče. U našem trećem slučaju, tijelo se kreće u istom smjeru u kojem se primjenjuje sila. Stoga bi bilo tačnije reći da je s pomak tijela u smjeru sile. Formulirajmo definiciju: rad u fizici je veličina jednaka proizvodu modula sile i pomaka tijela u smjeru sile.
Jedinice mjere
Pogledajmo formulu za definisanje A=Fs. [A]=Nm=J. N je njutn, J je džul. Kako razumjeti šta je 1 džul? Nacrtajmo dijagram koji prikazuje silu koja radi od jednog džula.
Slika prikazuje početni i konačni položaj tijela. Pomjerili smo ga na udaljenost od 1 m. Prilikom kretanja na tijelo je djelovala sila od jednog njutna. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. To jest, jedan džul je rad koji izvrši sila od jednog njutna kada se tijelo kreće na udaljenosti od 1 m u smjeru sile.
Jedan džul je mala količina posla. Za podizanje1 kg težine na 10 cm, morate obaviti rad u 1 džulu. Da biste ga podigli na metar visine, morate obaviti rad od 10 džula. Ako govorimo o radu dizalica, oni podižu tone po desetine metara. Stoga se koriste i druge mjerne jedinice rada: kilodžuli, megadžuli itd. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Kazaljka zidnog sata pokreće se motorom. Radi mnogo manje od jednog džula. Mjeri se u milidžulima. 1 mJ=0,001 J. Postoje i mikrodžuli. 1 μJ=110^-6 J.
