In partea anterioara a Lectiei
1, a fost definit lucrul mecanic. Pentru a fi calculat lucrul
mecanic este nevoie sa cunostem trei valori de marimi: forta, deplasarea si
unghiul daca e diferit de zero. In caseta urmatoare aveti formula si spatiile
albe de inscriere ale marimilor. Observatie: Puteti calcula asa
oricare din marimi cunoscindu-le pe celelalte trei.
Lucrul mecanic- Exemplul de calcul
Pentru ca o forta
sa efectueze lucru mecanic asupra unui obiect
trebuie sa actioneze cu o componenta pe
directia miscarii.
Introduceti datele mai jos pentru marimea respectiva in casuta din
stinga unitatii de masura.
Cind datele sint gata clic pe textul marimii, pe care vrei sa o
calculezi, din pictura de mai sus. Evident ca trebuie sa completati cel
putin trei casute.
Pentru cazul directiei comune forta - deplasare se mutiplica valoarea
fortei cu valoarea deplasarii. Pentru o directie oarecare se calculeaza
componenta pe directia deplsarii intocmai ca si
produsul scalar a doi vectori.
Observatie: Al doilea sistem de masura este cel englezesc.
Probleme si Exercitii:
Valorificati cunostintele rezolvind aceste teme. Folositi calculatorul de Lucru
mecanic de mai sus! Aflati raspunsul din meniul saritor!
1. Determinati Lucrul mecanic efectuat de fortele din diagramele de mai jos. Obiectele
se misca cu viteza constanta.
2. In majoritatea cazurilor mai multe forte actioneaza asupra unui corp.
Diagrama
corpului liber este diagrama care descrie orientarile tuturor fortelor care
actioneaza acel obiect. Urmatoarele descrieri insotite de diagrame arata mai
multe situatii de forte actionind asupra unui corp. Indicati pentru fiecare caz
in parte care forta efectueaza lucru mecanic si calculati lucru mecanic pentru
fiecare din forte. Foloseste meniul saritor sa afli raspunsurile.
Diagrama corpului liber
Fortele care efectueaza Lucru mecanic
Lucru mecanic efectuat de fiecare forta
O forta de 10-N este aplicata sa impinga un bloc pe o
suprafata fara frecare pe o distanta de 5.0 m spre
dreapta.
O forta de frecare de 10-N incetineste miscarea unui bloc
pina la oprire pe distanta de 5.0 m spre dreapta.
O forta de 10-N este aplicata sa impinga un bloc pe o suprafata
cu frecare pe o distanta de 5.0 m spre
dreapta.
Un obiect de 2 kg aluneca cu viteza constanta pe o
suprafata fara frecare pe distanta de 5 m spre dreapta.
Un obiect de 2 kg este tras in sus la o viteza constanta de
o forta de 20 N pe o ditanta verticala de 5 m.
3. Un carucior de montagne-russe de 2000 kg este tras paralel cupanta la 60 m inaltime pe trei dealuri cu trei unghiuri diferite fata de orizontala.
In tabelul de mai jos sunt date cele trei cazuri si
se cere sa se afle la ce unghi se efectueaza cel mai mare lucru mecanic pentru a aduce caruciorul in virful dealului.
Completati coloana cu valori pentru acesta! Folositi calculatorul de lucru
mecanic de la inceputul pagini. Trageti o concluzie! Se mai poate obtine aceeasi
valoare din datele problemei? Era nevoie sa completam
coloanele "Forta" si "Distanta" tabelului? Verificati valorile acestora cu
datele din problema!
Pozitia
Unghi
Forta
Distanta
Lucru mecanic
a
35�
1.15 * 104 N
105 m
b
45�
1.41 * 104 N
84.9 m
c
55�
1.64 * 104 N
73.2 m
4. Un calator cara o valiza in greutate de 200-N
la pe scari la inaltimea de 10.0 m si apoi o impinge orizontal cu 50.0 N la
viteza constanta de
0.5 m/s pe distanta de 35.0 metri. Care este lucrul mecanic efectuat
de calator pe intreaga miscare.
5. O forta de 50 N actioneaza un bloc la unghiul aratat in desen pe o distanta
de 30.0 m.
Care este Lucrul mecanic efectuat de aceasta forta?
6. Calculati lucrul mecanic facut de o forta de 2.0 N care face un unghi de 30°
cu verticala sa miste o masa de 500 grame orizontal pe distanta de
400 cm pe o suprafata la viteza constanta de 0.5 m/s.
9. Determina numarul de sarituri al unei veverite de 1 kg
sa ajunga la 5 cm daca stim ca lucrul mecanic total facut este de 5.0 Jouli.