Le travail en physique est une valeur que l'on trouve en multipliant le module de la force qui déplace le corps par la distance parcourue. Dans l'article, nous examinerons en détail les situations dans lesquelles le corps bouge et reste immobile. Apprenons la formule du travail et ses unités de mesure.
Forces agissant sur un corps
Imaginons que nous ayons un fil sur lequel un corps est suspendu. Du côté du fil, la force élastique du fil agit sur celui-ci, notons-le F. Le corps est immobile, disons que nous avons attaché le fil à un trépied. Faut-il faire quelque chose pour garder indéfiniment cet état ? Non. Bien qu'il y ait une force agissant sur le corps, il ne bouge pas.
Travailler en physique - qu'est-ce que c'est ? Avant de répondre à cette question, réfléchissez à la situation. Supposons qu'un corps bouge, mais qu'aucune force n'agisse sur lui. Par exemple, s'il s'agit d'une boule dans l'espace lointain, loin de toutes les étoiles et galaxies. Alors la force de leur attraction sera négligeable. Dessinez un schéma.
Le corps s'est déplacé d'une certaine distance s, mais il n'y a pas de force (F=0). Est-ce nécessaireprendre des mesures pour maintenir le corps en mouvement ? Non. Cet état peut être maintenu indéfiniment. Il s'agit d'un mouvement rectiligne uniforme en l'absence de forces agissant sur le corps.
Force produisant un travail mécanique
Et maintenant, la situation est fondamentalement différente. Nous lèverons la même balle. Une force agit dessus, elle est appliquée au corps du côté de la corde. Nous désignons la quantité de mouvement de la balle par la lettre s, et la force - F. La balle elle-même va-t-elle monter ? Non, quelque chose doit le soulever. Par exemple, un moteur électrique doit fonctionner quelque part. Mais pour que cela fonctionne, il faut que de l'eau tombe du barrage, ce qui entraîne la rotation de la turbine à laquelle le générateur est relié. À travers la ligne électrique, l'énergie doit être transmise au moteur, et il doit fonctionner et soulever la charge. C'est-à-dire que le mouvement ne peut pas être réalisé par lui-même.
Les physiciens disent que dans les deux premiers cas, la force n'effectue aucun travail mécanique. Dans le troisième cas, le travail est fait. Par quoi est-il produit ? Force F. En physique, le travail est une quantité. Et si c'est le cas, cela peut changer de haut en bas. Il est facile de deviner que si la force est augmentée et que le corps est déplacé de la même distance, le travail de cette force sera plus important. Comment augmenter la force ? Par exemple, prendre une balle est deux fois plus difficile. Ensuite, le travail va doubler. Par conséquent, le travail effectué par une force est proportionnel à l'amplitude de la force. C'est la loi.
Formule de travail mécanique
Imaginons que nous devions surélever la même balle non pas de 50 cm, mais de 100 cm.faites le travail pour le soulever d'abord à la première moitié de la distance, puis à la seconde. Chaque fois, le même travail sera effectué, mais le travail total sera deux fois plus important. Cela signifie que le travail est directement proportionnel à la distance parcourue par le corps. Par conséquent, les physiciens ont convenu de désigner la valeur de Fs par la lettre A et de l'appeler le travail de la force. L'expression Fs sera directement proportionnelle à la force et au déplacement du corps.
A=Fs est la formule pour travailler en physique. A est la valeur souhaitée de la force appliquée au corps, et s est le chemin parcouru par le corps. Cependant, il existe des situations où une force est appliquée au corps, mais il ne bouge pas. Dans notre troisième cas, le corps se déplace dans la même direction que la force est appliquée. Par conséquent, il serait plus exact de dire que s est le déplacement du corps dans la direction de la force. Formulons une définition: le travail en physique est une quantité égale au produit du module de la force et du déplacement du corps dans la direction de la force.
Unités de mesure
Regardons la formule de définition A=Fs. [A]=Nm=J. N est newton, J est joule. Comment comprendre ce qu'est 1 joule ? Dessinons un diagramme montrant une force faisant un travail d'un joule.
La figure montre la position initiale et finale du corps. Nous l'avons déplacé à une distance de 1 m. Lors du déplacement, une force d'un newton a été appliquée au corps. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Autrement dit, un joule est le travail effectué par une force d'un newton lorsqu'un corps se déplace à une distance de 1 m dans la direction de la force.
Un joule représente une petite quantité de travail. Augmenter1 kg de poids par 10 cm, vous devez faire un travail en 1 joule. Pour l'élever à une hauteur d'un mètre, il faut faire un travail de 10 joules. Si on parle du travail des grues, elles soulèvent des tonnes par dizaines de mètres. Par conséquent, d'autres unités de mesure du travail sont également utilisées: kilojoules, mégajoules, etc. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. L'aiguille de l'horloge murale est mise en mouvement par le moteur. Cela fonctionne beaucoup moins d'un joule. Elle se mesure en millijoules. 1 mJ=0,001 J. Il existe aussi des microjoules. 1 μJ=110^-6 J.
