Механічная праца - гэта не тое, што вы думаеце

Што такое праца, ведаюць усе. Нават дзеці працуюць, у дзіцячым садку - малымі. Аднак агульнапрынятае, бытавое ўяўленне далёка не тое ж самае, што паняцце механічная праца ў фізіцы. Вось, напрыклад, чалавек стаіць і трымае ў руках сумку. У звычайным разуменні ён выконвае працу, утрымліваючы груз. Аднак з пункту гледжання фізікі нічога падобнага ён не здзяйсняе. У чым тут справа?

Раз з'яўляюцца такія пытанні, самы час успомніць вызначэнне. Калі на прадмет дзейнічае сіла, і пад яе дзеяннем цела перамяшчаецца, то выконваецца механічная праца. Гэтая велічыня прапарцыйная пройдзеным целам шляху і прыкладзенай сіле. Існуе яшчэ дадатковая залежнасць ад кірунку прыкладання сілы і напрамкі руху цела.

Такім чынам, мы ўвялі такое паняцце як механічная работа. Фізіка вызначае яе як твор велічыні сілы і перамяшчэння, памножанае на значэнне косінуса кута, наяўнага ў самым агульным выпадку паміж імі. У якасці прыкладу можна разгледзець некалькі выпадкаў, якія дазволяць лепш даведацца, што пад гэтым разумеецца.

Калі механічная праца не здзяйсняецца? Варта грузавік, мы яго штурхаем, а ён не рухаецца. Сіла прыкладзеная, а перамяшчэння няма. Здзяйсняная праца роўна нулю. А вось іншы прыклад - мама вязе дзіця ў калысцы, у гэтым выпадку праца здзяйсняецца, прыкладзеная сіла, калыска перамяшчаецца. Розніца ў двух апісаных выпадках у наяўнасці перамяшчэння. І адпаведна, праца выконваецца (прыклад з калыскай) або не выконваецца (прыклад з грузавіком).

Іншы выпадак - хлопчык на ровары разагнаўся і спакойна коціцца па дарожцы, педалі не круціць. Праца выконваецца? Не, хоць перасоўванне ёсць, але няма прыкладзенай сілы, рух ажыццяўляецца па інэрцыі.

Яшчэ адзін прыклад - конь вязе калёсы, на ёй сядзіць фурман. Здзяйсняе ён працу? Перасоўванне ёсць, прыкладзеная сіла ёсць (вага вазніцы ўздзейнічае на калёсы), а вось праца не выконваецца. Кут паміж кірункам перамяшчэння і кірункам дзеяння сілы складае 90 градусаў, а косінус кута 90 ° роўны нулю.

Прыведзеныя прыклады дазваляюць зразумець, што механічная праца - гэта не проста твор двух велічынь. Яно павінна таксама ўлічваць, як гэтыя велічыні накіраваныя. Калі кірунак перамяшчэння і кірунак дзеяння сілы супадаюць, то вынік будзе станоўчым, калі кірунак перамяшчэння адбываецца супраць напрамкі прыкладання сілы, то вынік будзе адмоўным (напрыклад, праца, здзяйсняная сілай трэння пры перасоўванні грузу).

Акрамя таго, неабходна ўлічыць, што дзеючая на цела сіла можа быць выніковай некалькіх сіл. Калі гэта так, то праца ўсіх прыкладзеных да цела сіл роўная рабоце, якая здзяйсняецца выніковай сілай. Праца вымяраецца ў джоўль. Адзін джоўль роўны працы, якую здзяйсняе сіла ў адзін ньютан пры перамяшчэнні цела на адзін метр.

З разгледжаных прыкладаў можна зрабіць вельмі цікаўны выснову. Калі мы разглядалі калясьнічага на возе, то вызначылі, што ён не здзяйсняе працу. Праца здзяйсняецца ў гарызантальнай плоскасці, таму што менавіта там вырабляецца перасоўванне. Але сітуацыя трохі зменіцца, калі мы будзем разглядаць пешахода.

Пры хадзе цэнтр цяжару чалавека не застаецца нерухомым, ён рухаецца ў вертыкальнай плоскасці і, значыць, здзяйсняе працу. А так як рух накіравана супраць сілы прыцягнення, то праца будзе адбывацца супраць напрамку дзеяння сілы цяжару. Хай перасоўванне і невялікая, але пры працяглай хадзе арганізму прыйдзецца здзяйсняць дадатковую працу. Так што правільная хада скарачае гэтую лішнюю працу і памяншае стамляльнасць.

Прааналізаваўшы некалькіх простых жыццёвых сітуацый, выбраных у якасці прыкладаў, і скарыстаўшыся веданнем аб тым, што такое механічная работа, мы разгледзелі асноўныя сітуацыі яе праявы, а таксама калі і якая праца выконваецца. Вызначылі, што такое паняцце як праца ў побыце і ў фізіцы носіць розны характар. І ўсталявалі з дапамогай ужывання фізічных законаў, што няправільная хада выклікае дадатковую стамляльнасць.