Механічна роботаМеханічна робота

Тухай Оксана БогданівнаТухай Оксана Богданівна Вчитель фізики Острівського НВК Вчитель фізики Острівського НВК

“ “ЗШ І-ІІІ ст. – дитячий садок”ЗШ І-ІІІ ст. – дитячий садок”

У житті ми досить часто користуємось терміном “робота”

А як розуміють цей термін фізики?

Механічна роботаФізики вважають, що механічна робота

виконується тоді, коли тіло під дією деякої сили F здійснює переміщення, тобто проходить шлях l

l

F

Добуток сили F на пройдений тілом шлях l називають механічною роботою:

A = F ∙ lРобота = Сила ∙ Шлях

l

Як бачимо,механічна робота прямо пропорційна

прикладеній до тіла силі F та відстані l, на яку це тіло переміщується.

A = F ∙ l

Це означає, що

• більша сила виконає більшу роботу

• на довшому шляху сила виконує більшу роботу

A = F ∙ l

Величини A, F, l взаємозв'язані:

AF l

F= Al l= A

F

Одиниці вимірювання роботи:

1 Дж 1 Джоуль – це робота, яку виконує сила 1 Н, переміщуючи тіло на відстань 1 м (в напрямі дії сили): 1 Дж= 1 Н ∙ 1 м

1 кДж = 1000 Дж1 МДж = 1000000 Дж

Історична довідка

Джеймс Прескотт Джоуль – видатний англійський фізик (1818-1889). Займався вивченням електромагнетизму, теплової дії електричного струму. Експериментально обгрунтував закон збереження енергії. Вказав зв’язок між тепловою і механічною енергією.

ПОМІРКУЙ!

F

F

В якому з цих двох випадків виконана більша робота?

1

2

ВІДПОВІДЬ На обидва тіла діють одинакові сили (F1=F2), але тіла проходять різні шляхи (l1>l2).

Зрозуміло, що в першому випадку виконується більша робота: А1>A2

A1=F∙l1

A2=F∙l2

l

l

ПОМІРКУЙ!

F1

F2

l

В якому з цих двох випадків виконана більша робота?

1

2

ВІДПОВІДЬ На обидва тіла діють різні сили (F1<F2), шляхи тіл одинакові (l1=l2).

Зрозуміло, що в другому випадку виконується більша робота: А1<A2

A1=F1∙l

A2=F2∙l

l

ПОМІРКУЙ! В яких випадках робота не виконується (А=0) ?

ВІДПОВІДЬ

Робота А=0, якщо один з множників (сила F чи шлях l) рівний 0.

Отже, робота не виконується, якщо:

A=F∙l

• тіло нерухоме (хоча сила може й діяти)

• тіло рухається без дії сили (за інерцією)

ВІДПОВІДЬ

Робота А=0, якщо один з множників (сила F чи шлях l) рівний 0.

Отже, робота не виконується, якщо:

A=F∙l

• тіло нерухоме (хоча сила може й діяти)

• тіло рухається без дії сили (за інерцією)

ПОМІРКУЙ! Чи виконує роботу сила тяжіння, що діє на камінь, коли він:

а) лежить на землі; б) падає з обриву ?

ВІДПОВІДЬ

а) якщо камінь нерухомо лежить на землі, то l=0, тому A=F∙l=0 (робота не виконується)

б) якщо камінь падає з обриву, то і F≠0, і l≠0, тому A≠0 (робота

виконується)

A=F∙l

ПОМІРКУЙ!

На пружині нерухомо висить вантаж. Чи виконує роботу:

а) сила пружності, що діє на цей вантаж; б) сила тяжіння?

ВІДПОВІДЬ

Оскільки вантаж нерухомий, то l=0, тому A=F∙l=0 (робота не виконується жодною з сил)

ПОМІРКУЙ!

В якому з цих двох випадків виконується механічна робота?

ВІДПОВІДЬ

Робота виконується лише під час руху. Тому у першому випадку (робітники стоять) робота не виконується, а в другому випадку (робітники йдуть) – виконується.

1 2

ПОМІРКУЙ!

Чи виконує роботу архімедова (виштовхувальна сила), що діє на плаваючу колоду?

ВІДПОВІДЬ

Якщо напрям дії сили і напрям руху взаємно перпендикулярні, то механічна робота такою силою не виконується (А=0).

ПОМІРКУЙ!

Яка з сил – сила тиску чи сила тяги коня – не виконує роботу при русі возу?

ВІДПОВІДЬ

Якщо напрям дії сили і напрям руху взаємно перпендикулярні, то механічна робота такою силою не виконується (А=0). Тому сила тиску роботи не виконує.

ПОМІРКУЙ!

Рикші тягнуть візок, прикладаючи силу по 100 Н кожен, віслюк тягне візок з силою 200 Н. Швидкість візків однакова. Чи однакова робота виконується у цих випадках ?

ВІДПОВІДЬ

Рівнодійна сила двох рикш FРІВН=100 + 100 = 200 Н. Таку ж силу прикладає віслюк. При однаковій швидкості пройдені шляхи теж однакові. Отже, робота у цих випадках теж однакова.

ПОМІРКУЙ!

Штангіст підняв 200-кілограмову штангу на висоту 2 м. Обчисліть виконану штангістом роботу.

ВІДПОВІДЬ

Для піднімання штанги потрібна сила, рівна або більша від сили тяжіння:

F = mg = 200 ∙ 9,8 = 1960 Н

Виконана робота

A = F ∙ l = 1960 Н ∙ 2 м = 3920 Дж

Отже

• Механічна робота виконується тоді, коли тіло під дією деякої сили F здійснює переміщення, тобто проходить шлях l;• більша сила виконає більшу роботу;• на довшому шляху сила виконує більшу роботу;

• робота не виконується, якщо: тіло нерухоме або рухається без дії сили (за інерцією);

• якщо напрям дії сили і напрям руху взаємно перпендикулярні, то механічна робота такою силою не виконується.