Најважније из лекције
Механички рад се врши само када постоји деловање силе и померање тела.
Формула и јединица: \( A = F \cdot s \), основна јединица је џул (\( 1\,\text{J} = 1\,\text{N}\cdot\text{m} \)).
Природа величине: Рад силе је скаларна величина.
Знак рада:
Формула и јединица: \( A = F \cdot s \), основна јединица је џул (\( 1\,\text{J} = 1\,\text{N}\cdot\text{m} \)).
Природа величине: Рад силе је скаларна величина.
Знак рада:
- \( A > 0 \): Сила и померање имају исти смер (нпр. вучење санки).
- \( A < 0 \): Сила и померање имају супротан смер (нпр. спуштање терета дизалицом, рад силе кочења).
- \( A = 0 \): Нема померања (\( s = 0 \)) или сила делује нормално на правац кретања (нпр. ношење терета по хоризонтали).
Механички рад је физичка појава која настаје када услед деловања силе долази до померања или деформације тела.
Рад силе је скаларна физичка величина којом се описује и квантитативно изражава механички рад.
Ознака за рад силе је \( A \).
Основна јединица је џул (\( \text{J} \)). Важи: \( 1\,\text{J} = 1\,\text{N}\cdot\text{m} = 1\,\text{kg}\cdot\frac{\text{m}^2}{\text{s}^2} \).
Да би сила извршила механички рад, морају бити испуњена два услова: постојање силе и постојање померања тела (кретања). Без померања нема механичког рада (\( A = 0 \)).
Да ли ученик који држи тешку торбу и стоји на аутобуској станици врши механички рад?
Одговор: Не врши механички рад. Иако ученик делује силом на торбу, нема померања (\( s = 0 \)), па је рад силе једнак нули.
Рад силе једнак је производу јачине силе и пређеног пута тела у правцу и смеру деловања те силе.
\[ A = F \cdot s \]
\( A \) – рад силе (\( \text{J} \)), \( F \) – јачина силе (\( \text{N} \)), \( s \) – пређени пут (\( \text{m} \))
Ако човек гура кутију по поду сталном силом интензитета \( F = 50\,\text{N} \) и помери је за \( s = 3\,\text{m} \), извршени рад је:
\[ A = F \cdot s = 50\,\text{N} \cdot 3\,\text{m} = 150\,\text{J} \]
Колики пут пређе колица ако сила од \( 40\,\text{N} \) изврши рад од \( 200\,\text{J} \)?
Из формуле \( A = F \cdot s \) следи:
\[ s = \frac{A}{F} = \frac{200\,\text{J}}{40\,\text{N}} = 5\,\text{m} \]
Одговор: Колица пређу пут од \( 5\,\text{m} \).
Рад силе је скаларна величина (нема правац и смер), али може имати позитивну, негативну или нулту вредност у зависности од узајамног смера силе и кретања тела:
- Позитиван рад (\( A > 0 \)): Смер деловања силе се поклапа са смером кретања тела (нпр. дизалица подиже терет у смеру вучне силе).
- Негативан рад (\( A < 0 \)): Сила делује у смеру супротном од смера кретања тела (нпр. сила дизалице док се терет спушта).
- Рад једнак нули (\( A = 0 \)):
- Када нема кретања (\( s = 0 \)).
- Када сила делује нормално на правац кретања тела (нпр. ношење пакета по хоризонталном путу – сила држи пакет вертикално навише, а кретање је хоризонтално).
Аутомобил се креће напред, а сила трења кочења делује уназад. Какав је знак рада силе трења?
Одговор: Рад силе трења је негативан (\( A < 0 \)), јер та сила делује у смеру супротном од смера кретања аутомобила.
Задаци за вежбање
Лак: Колика је вредност механичког рада који изврши сила од \( 15\,\text{N} \) при померању тела за \( 6\,\text{m} \) у смеру деловања силе?
Подаци: \( F = 15\,\text{N} \), \( s = 6\,\text{m} \).
\[ A = F \cdot s = 15\,\text{N} \cdot 6\,\text{m} = 90\,\text{J} \]
Одговор: Извршени рад је \( 90\,\text{J} \).
Средњи: Радник носи кутију тежине \( 120\,\text{N} \) у рукама и пређе растојање од \( 15\,\text{m} \) по хоризонталном поду магацина. Колики рад изврши сила којом радник држи кутију? Обраложити одговор.
Одговор: Рад силе којом радник држи кутију једнак је \( 0\,\text{J} \).
Обраложење: Сила којом радник држи кутију усмерена је вертикално навише (да савлада тежину), док се кутија креће у хоризонталном правцу. Када је сила нормална на правац кретања тела, њен рад је једнак нули.
Обраложење: Сила којом радник држи кутију усмерена је вертикално навише (да савлада тежину), док се кутија креће у хоризонталном правцу. Када је сила нормална на правац кретања тела, њен рад је једнак нули.
Тежак: Дизалица подиже контејнер вертикалном силом од \( 4000\,\text{N} \) на висину од \( 5\,\text{m} \), а затим га истом силом полако спусти за \( 2\,\text{m} \).
- Колики је рад силе дизалице при подизању?
- Колики је рад силе дизалице при спуштању?
- Колики је укупни рад силе дизалице?
- При подизању, сила и кретање имају исти смер (позитиван рад): \[ A_1 = F \cdot s_1 = 4000\,\text{N} \cdot 5\,\text{m} = 20\,000\,\text{J} = 20\,\text{kJ} \]
- При спуштању, сила делује навише, а терет се креће наниже (негативан рад): \[ A_2 = - F \cdot s_2 = - 4000\,\text{N} \cdot 2\,\text{m} = -8000\,\text{J} = -8\,\text{kJ} \]
- Укупан рад је збир радова: \[ A_{\text{укупно}} = A_1 + A_2 = 20\,000\,\text{J} + (-8000\,\text{J}) = 12\,000\,\text{J} = 12\,\text{kJ} \]
