Usaha dalam fisika adalah nilai yang diperoleh dengan mengalikan modul gaya yang menggerakkan benda dengan jarak yang ditempuhnya. Dalam artikel tersebut, kami akan mempertimbangkan secara rinci situasi ketika tubuh bergerak dan tetap tidak bergerak. Mari kita pelajari rumus kerja dan satuan ukurannya.
Gaya yang bekerja pada tubuh
Mari kita bayangkan bahwa kita memiliki utas di mana tubuh digantung. Dari sisi utas, gaya elastis utas bekerja padanya, sebut saja F. Tubuh tidak bergerak, katakanlah kita memasang utas ke tripod. Apakah perlu melakukan sesuatu untuk menjaga keadaan ini tanpa batas? Tidak. Meskipun ada gaya yang bekerja pada tubuh, itu tidak bergerak.
Bekerja dalam fisika - apa itu? Sebelum menjawab pertanyaan ini, pertimbangkan situasinya. Misalkan sebuah benda bergerak, tetapi tidak ada gaya yang bekerja padanya. Misalnya, jika itu adalah bola di luar angkasa yang jauh, jauh dari semua bintang dan galaksi. Maka kekuatan daya tarik mereka akan diabaikan. Gambarlah diagramnya.
Benda telah bergerak sejauh s, tetapi tidak ada gaya (F=0). Apakah perlu?mengambil tindakan untuk membuat tubuh tetap bergerak? Tidak. Keadaan ini dapat dipertahankan tanpa batas. Ini adalah gerak lurus beraturan tanpa adanya gaya yang bekerja pada benda.
Gaya menghasilkan kerja mekanik
Dan sekarang situasinya secara fundamental berbeda. Kami akan mengangkat bola yang sama. Sebuah gaya bekerja padanya, itu diterapkan ke tubuh dari sisi tali. Kami menyatakan jumlah pergerakan bola dengan huruf s, dan gaya - F. Akankah bola itu sendiri naik? Tidak, sesuatu harus mengangkatnya. Misalnya, motor listrik harus bekerja di suatu tempat. Tetapi agar berfungsi, air harus jatuh dari bendungan, yang mengarah ke putaran turbin yang terhubung dengan generator. Melalui saluran listrik, energi harus ditransmisikan ke mesin, dan itu harus bekerja dan mengangkat beban. Artinya, gerakan itu tidak dapat diwujudkan dengan sendirinya.
Fisikawan mengatakan bahwa dalam dua kasus pertama gaya tidak melakukan kerja mekanis. Dalam kasus ketiga, pekerjaan selesai. Itu diproduksi oleh apa? Gaya F. Dalam fisika, usaha adalah besaran. Dan jika demikian, maka itu bisa berubah naik dan turun. Mudah ditebak bahwa jika gaya diperbesar dan benda dipindahkan dengan jarak yang sama, maka kerja gaya ini akan lebih besar. Bagaimana kekuatan dapat ditingkatkan? Misalnya, mengambil bola dua kali lebih sulit. Maka pekerjaan akan berlipat ganda. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan oleh suatu gaya sebanding dengan besarnya gaya tersebut. Ini hukumnya.
Rumus kerja mekanik
Mari kita bayangkan bahwa kita perlu menaikkan bola yang sama bukan 50 cm, tetapi 100 cm.lakukan pekerjaan untuk mengangkatnya terlebih dahulu ke paruh pertama jarak, dan kemudian ke yang kedua. Setiap kali pekerjaan yang sama akan dilakukan, tetapi total pekerjaan akan menjadi dua kali lipat. Ini berarti usaha berbanding lurus dengan jarak yang ditempuh benda. Oleh karena itu, fisikawan sepakat untuk menyatakan nilai Fs dengan huruf A dan menyebutnya kerja gaya. Ekspresi Fs akan berbanding lurus dengan gaya dan perpindahan benda.
A=Fs adalah rumus untuk bekerja dalam fisika. A adalah nilai gaya yang diinginkan yang diterapkan pada benda, dan s adalah lintasan yang ditempuh benda. Namun, ada situasi ketika gaya diterapkan pada tubuh, tetapi tidak bergerak. Dalam kasus ketiga kami, tubuh bergerak ke arah yang sama dengan gaya yang diterapkan. Oleh karena itu, akan lebih akurat untuk mengatakan bahwa s adalah perpindahan tubuh ke arah gaya. Mari kita merumuskan definisi: usaha dalam fisika adalah nilai yang sama dengan produk modulus gaya dan perpindahan tubuh ke arah gaya.
Satuan ukuran
Mari kita lihat rumus definisi A=Fs. [A]=Nm=J. N adalah newton, J adalah joule. Bagaimana memahami apa itu 1 joule? Mari kita menggambar diagram yang menunjukkan gaya yang melakukan usaha satu joule.
Gambar menunjukkan posisi awal dan akhir tubuh. Kami memindahkannya ke jarak 1 m. Saat bergerak, gaya satu newton diterapkan ke tubuh. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Artinya, satu joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya satu newton ketika sebuah benda bergerak pada jarak 1 m searah gaya tersebut.
Satu joule adalah sedikit usaha. Untuk meningkatkan1 kg berat per 10 cm, Anda perlu melakukan pekerjaan dalam 1 joule. Untuk menaikkannya ke ketinggian satu meter, Anda perlu melakukan pekerjaan 10 joule. Jika kita berbicara tentang pekerjaan derek, mereka mengangkat berton-ton hingga puluhan meter. Oleh karena itu, satuan kerja lain juga digunakan: kilojoule, megajoule, dll. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Jarum jam dinding digerakkan oleh motor. Itu bekerja jauh lebih sedikit dari satu joule. Itu diukur dalam milijoule. 1 mJ=0,001 J. Ada juga mikrojoule. 1 J=110^-6 J.
