Fizică • Mecanică • Lucrul mecanic, puterea și energia
Lucrul mecanic: formula L = F · d și exemple
Când o forță efectuează lucru mecanic, formula L = F·d, unitatea joule, lucrul mecanic motor și rezistent, lucrul greutății și exemple rezolvate.
Pe scurt
- O forță efectuează lucru mecanic când își deplasează punctul de aplicație.
- L = F · d (forța și deplasarea pe aceeași direcție). Unitatea: joule (J).
- Lucrul este motor (pozitiv) când forța ajută mișcarea și rezistent (negativ) când i se opune.
Definiția
L = F · d 1 J = 1 N · 1 m
Exemplu
Împingem o cutie cu 50 N pe o distanță de 4 m: L = 50 · 4 = 200 J.
Atenție
Dacă ții un ghiozdan nemișcat în mână, obosești, dar din punct de vedere fizic nu efectuezi lucru mecanic: deplasarea este 0. Nici forța perpendiculară pe deplasare nu efectuează lucru mecanic.
Lucru motor și lucru rezistent
- motor (L > 0) – forța are sensul mișcării: forța motorului unei mașini;
- rezistent (L < 0) – forța se opune mișcării: forța de frecare.
Lucrul mecanic al greutății
Când ridicăm un corp la înălțimea h, lucrul mecanic al greutății este:
L = G · h = m · g · h
Ridicând o găleată de 10 kg la 2 m (g = 10 N/kg) efectuăm 10 · 10 · 2 = 200 J.
Exerciții
Alege răspunsul corect. După fiecare răspuns vezi explicația.
1. O forță de 20 N deplasează un corp pe 5 m. Lucrul mecanic este:
Explicație: L = 20 · 5 = 100 J.
2. Care este unitatea lucrului mecanic?
Explicație: Lucrul mecanic se măsoară în jouli.
3. Ții un ghiozdan nemișcat 10 minute. Lucrul mecanic efectuat este:
Explicație: Nu există deplasare.
4. Lucrul mecanic al forței de frecare este:
Explicație: Frecarea se opune mișcării.
5. Ridici un corp de 5 kg la 3 m (g = 10 N/kg). Lucrul mecanic este:
Explicație: L = m · g · h = 5 · 10 · 3 = 150 J.
6. Un lucru mecanic de 600 J s-a efectuat cu o forță de 150 N. Ce distanță?
Explicație: d = L : F = 600 : 150 = 4 m.