Praca mechaniczna

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Praca mechaniczna

Slide 2

Kiedy w sensie fizycznym ciało wykonuje pracę ? Działając siłą mięśni człowiek może pchać pod górę kamień Woda spada z wyższego poziomu Na niższy pracę wykonuje siła przyciągania ziemskiego Na ciasto przy jego zagniataniu działa siła mięśni rąk, w wyniku czego ciasto zmienia swój kształt. I w tym przypadku jest wykonana praca mechaniczna

Slide 3

Kiedy w sensie fizycznym ciało wykonuje pracę ? Działając siłą mięśni, zawodnik podnosi sztangę do góry. Siła ta wykonuje pracę. Holownik działając siłą przesuwa barki z piaskiem po rzece. Podczas przesuwani holownik wykonuje pracę Idąca dziewczyna może czuć zmęczenie rąk, ale mimo to siła, którą działała na siatki, nie wykonała pracy w sensie fizycznym.

Slide 4

Praca mechaniczna Praca w sensie fizycznym jest wykonana wówczas gdy pod działaniem pewnej siły ciało uległo przemieszczeniu lub odkształceniu.

Slide 5

Obliczenie pracy gdy kierunek działania siły i przesunięcia są zgodne (kąt pomiędzy (F,s)0) F s Gdy siła wykonująca pracę jest zwrócona zgodnie z przemieszczeniem ciała, to wykonaną pracę określamy jako iloczyn wartości siły (F)i wartości przemieszczenia (s) ciała. WFs

Slide 6

Kiedy możemy stosować wzór WFs aby obliczyć pracę Wzór ten możemy stosować gdy: wartość działającej na ciało siły jest stała podczas jego przesuwania, zwrot siły jest zgodny ze zwrotem przemieszczenia.

Slide 7

Jak obliczyć pracę gdy zwrot siły jest inny niż zwrot przemieszczenia? F s Gdy mamy taki przypadek jak na rysunku powyżej musimy uwzględnić kąt pomiędzy wektorem siły a przemieszczeniem i wzór na pracę w takim przypadku musimy zmodyfikować i będzie wyglądał tak: W F s cosα

Slide 8

Jak obliczyć pracę gdy zwrot siły jest inny niż zwrot przemieszczenia? F s Jeśli między kierunkiem działania sił a kierunkiem przesunięcia jest kąt 900 (tak jak to przedstawia rysunek) to praca tej siły wynosi 0.

Slide 9

Wykres zależności wartości siły od wartości przemieszczenia F (N) s (m) Wykresem zależności wartości siły od wartości przemieszczenia jest półprosta równoległa do osi wartości przemieszczenia.

Slide 10

Wykres zależności wartości siły od wartości przemieszczenia F (N) WFs s (m) Pole pod wykresem to pole prostokąta, liczbowo jest równe pracy jaką wykonały siły o wartości F przesuwając ciało na odległość s.

Slide 11

Jednostka pracy Jednostkę pracy określamy wstawiając do wzoru: WFs jednostki siły i wartości przemieszczenia: [W] [F] [s]1N 1m 1J Jednostkę pracy nazywamy dżulem i oznaczamy literką J

Slide 12

Co to znaczy że ciało wykonuje pracę jednego dżula? 1J jest to praca, jaką wykonuje siła o wartości 1N działająca na ciało, które przesuwa się o 1m, przy założeniu, że zwrot siły jest zgodny ze zwrotem przesunięcia.

Slide 13

Przykłady Zadanie 1. Na ciało działa siła 10N w ciągu 5 minut. W wyniku działania tej siły ciało przesunęło się o 15cm. Jaka praca została wykonana nad ciałem jeśli kąt pomiędzy siłą a przesunięciem jest równy zero stopni? Dane: Szukane: F 10 N Potrzebne wzory: W ? W F s t 5 min s 15cm 0,15m Rozwiązanie: Obliczamy pracę za pomocą wzoru: W F s W F s W 10 N 0,15m 1,5 J Odp: Nad ciałem została wykonana praca 1,5 J.

Slide 14

Przykłady Zadanie 2. Ciało podniesiono z powierzchni Ziemi na wysokość 80cm wykonując przy tym pracę równą 120J. Ile wyniosła masa tego ciała? Dane: s 80cm 0,8m W 120 J m g 10 2 s Szukane: F m g W F s m ? Rozwiązanie: 1. Wyznaczamy siłę ze wzoru na pracę W F s : s W F s 120 J F 150 N 0,8m Potrzebne wzory: 2. Wyznaczamy masę ciała ze wzoru na si F m g : g F g 150 N m 15kg m 10 2 s m Odp: Ciało ma masie 15kg

Slide 15

Przykłady Zadanie 3. Wykres przedstawia wartości działającej siły na poszczególnych odcinkach drogi podczas przesuwania wózka. Oblicz wykonana pracę. Dane: F1 10 N Szukane: WC ? s1 2m F2 5 N s 2 5m 2m 3m Rozwiązanie: 1. Obliczamy pracę jaką wykonała siła 10N na drodze 2m W1 F1 s1 10 N 2m 20 J 2. Obliczam pracę jaką wykonała siła 5N na drodze od 2m do 5m W2 F2 s 2 5 N 3m 15 J 3. Obliczam całkowitą pracę Wc W1 W2 Wc 20 J 15 J 35 J Odp: Wykonana praca na drodze 5 równa jest 35J

Slide 16

Przykłady Zadanie 4. Wykopano studnię o głębokości 20m i powierzchni przekroju 3m2. Ile wynosi praca wykonana na podniesienie ziemi do górnej krawędzi studni? Średnia gęstość ziemi wynosi 1500 kgm3. Dane: s 20m p 3m 2 1500 g 10 Szukane: V s p 20m 3m 2 60m 3 2. Obliczamy masę ziemi ze wzoru na gęstość m V V m V kg m 1500 3 60m 3 m m 90000kg m V F m g Rozwiązanie: 1. Wyznaczamy objętość studni ze wzoru na objętość walca V s p W F s kg m3 m s2 Potrzebne wzory: 3. Obliczamy siłę z jaką musieliśmy działać aby wydostać całą ziemię potrzebną na wykopanie studni. F m g F 90000kg 10 m 900000 N 2 s 4. Wyznaczamy pracę W F s W 900000 N 20m 18000000 J W 18MJ Odp: Praca wykonana na podniesienie ziemi wynosi 18MJ.