Darbas

Darbas

Kas yra darbas?

Kasdieniame gyvenime dažnai vartojame žodį „darbas“. Pavyzdžiui, mes sakytume, kad norint gauti gerus pažymius mokykloje, reikia daug dirbti. Fizikoje terminas „darbas“ turi specifinę reikšmę.

Darbas fizikoje įvyksta tada, kai jėga veikia objektą, kad jis judėtų tam tikru atstumu nuo pradinio taško (dar vadinamas poslinkiu). Darbas apskaičiuojamas kaip jėga ir atstumas. Darbui apibūdinti naudojama ši lygtis:
Darbas = jėga * atstumas
arba
W = Fd
Kaip išmatuoti darbą

Standartinis darbo vienetas yra džaulis (J). Džiulė yra tokia pati kaip niutonmetras, kur niutonas yra jėga, o metras - atstumas.

Jėga ir poslinkis

Atstumas (arba poslinkis) darbe yra atstumas nuo pradžios taško iki pabaigos taško. Kelionių tarpais skaičius neturi reikšmės. Pvz., Jei pakelsite svarmenį nuo žemės ir padėsite atgal ant žemės, atstumas (arba poslinkis) bus lygus nuliui.

Nebūk apgautas

Darbo matavimas kartais gali būti keblus. Kad W = Fd lygtis veiktų, lygtyje naudojama jėga turi būti jėga, naudojama poslinkiui ar atstumui sukelti. Be to, nepamirškite, kad įvyko darbas, objektas turi būti perkeltas jėga. Priešingu atveju atstumas arba „d“ formulėje yra 0, o darbas bus 0.

Štai keletas pavyzdžių:
  • Jei kas nors iš visų jėgų stumia sieną, bet siena nejuda, darbų nebuvo. Taip yra todėl, kad atstumas lygus nuliui.
  • Jei kas nors naudoja jėgą, kad laikytų uolą virš galvos eidamas į rytus per lauką, darbas nevyko. Taip yra todėl, kad jėga nėra ta pačia kryptimi (jėga yra aukštyn), kaip atstumas, kurį perkelia uola (į rytus).
  • Jei atliksite visą atsispaudimą, pakelsite save aukštyn ir tada atgal, bendras darbas bus lygus nuliui. Taip yra todėl, kad bendras atstumas nuo pradinio taško iki pabaigos taško yra lygus nuliui.
  • Jei numetate pieštuką, įvyko darbas. Taip yra todėl, kad pieštuko poslinkis nuo jūsų rankos iki žemės yra didesnis nei nulis ir yra toje pačioje kryptyje kaip ir pieštuką veikianti jėga, kuri yra gravitacija.
Problemos pavyzdys:

Beisbolininkas meta kamuolį 10 N jėga. Rutulys nueina 20 metrų. Koks yra bendras darbas?

W = F * atstumas
W = 10 N * 20 metrų
W = 200 džaulių

Labiau komplikuotos problemos

Kai kampas tarp jėgos ir poslinkio nėra 0 ar 90 laipsnių, naudojama sudėtingesnė darbo formulė. Ši formulė apima kampą teta (& Theta;), kuris yra kampas tarp jėgos ir poslinkio.

W = F * d * cos & Theta;
Tuo atveju, kai jėga ir poslinkis yra ta pačia kryptimi, kai theta = 0, o cos & Theta; = 1. Tuo atveju, kai jėga neturi įtakos poslinkiui ir teta = 90 laipsnių, tada cos & Theta; = 0 ir todėl darbas = 0.

Įdomūs faktai apie darbą
  • Darbas yra skaliarinis dydis, o ne vektorinis dydis. Tai reiškia, kad, skirtingai nuo jėgos ir greičio, jis neturi krypties, turi tik dydį.
  • Kitas darbo vienetas yra pėdos svaras. Vienas pėdos svaras yra lygus 1,35581795 džauliams.
  • Džiulė taip pat naudojama kaip standartinis energijos matavimo vienetas.
  • Neigiamas darbas yra tada, kai daiktą veikianti jėga trukdo objekto pasislinkimui.