Механична работа
Механичната работа показва какво постига една сила, когато премества тяло. Ако силата F е по посоката на преместването s, работата е A = F·s. Ако тялото не се премества или силата е перпендикулярна на преместването, работата е нула. Когато силата е противоположна на движението (например триенето), работата е отрицателна.
Какво да запомним
- A = F·s, когато силата е по посоката на преместването.
- Единица: джаул, 1 J = 1 N·m.
- Сила, перпендикулярна на преместването, не извършва работа.
- Работата на триенето е отрицателна.
- При вдигане на тяло: A = mgh.
Пример
Кран вдига 200 kg на 15 m: A = mgh = 200·10·15 = 30 000 J = 30 kJ.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Коя е единицата за механична работа в SI?
- ват (W)
- нютон (N)
- паскал (Pa)
- джаул (J)
Отговор: джаул (J)
Работата се измерва в джаули: 1 J = 1 N·m.
В кой случай силата НЕ извършва механична работа?
- Когато силата е по посоката на движението
- Когато тялото се движи ускорително
- Когато тялото не се премества
- Когато силата е много голяма
Отговор: Когато тялото не се премества
A = Fs. Ако преместването s е нула, работата е нула.
Кран вдига равномерно товар с маса 200 kg на височина 15 m. Каква работа извършва? (g = 10 m/s2)
- 3 kJ
- 300 kJ
- 30 kJ
- 3000 kJ
Отговор: 30 kJ
F = mg = 2000 N, A = Fh = 2000·15 = 30 000 J = 30 kJ.
Сила на триене 40 N действа на тяло, което се плъзга 5 m. Каква работа извършва силата на триене?
- 200 J
- −8 J
- 0 J
- −200 J
Отговор: −200 J
Силата на триене е обратна на преместването, затова A = −Fтрs = −40·5 = −200 J.
Ученик с маса 50 kg се качва по стълбите на височина 12 m. Каква работа извършва срещу силата на тежестта? (g = 10 m/s2)
- 600 J
- 60 kJ
- 12 kJ
- 6 kJ
Отговор: 6 kJ
A = mgh = 50·10·12 = 6000 J = 6 kJ.
Коя формула дава механичната работа, когато силата е по посоката на преместването?
- A = F/s
- A = m·g
- A = F·t
- A = F·s
Отговор: A = F·s
Работата е произведение от силата и преместването по посоката на силата.
Каква работа е 1 J?
- Работата на сила 1 N за 1 s
- Работата на сила 1 N при преместване 1 m по посоката ѝ
- Работата на сила 1 kg при преместване 1 m
- Енергията на тяло с маса 1 kg
Отговор: Работата на сила 1 N при преместване 1 m по посоката ѝ
От A = F·s следва 1 J = 1 N · 1 m.
Човек носи чанта по хоризонтален коридор с постоянна скорост. Каква работа извършва силата на тежестта на чантата?
- Положителна
- Нула
- Отрицателна
- Равна на теглото по пътя
Отговор: Нула
Силата на тежестта е вертикална, а преместването е хоризонтално, т.е. перпендикулярни са, затова работата ѝ е нула.
Тяло с маса 2 kg се вдига на 3 m и после се връща в началната точка. Каква е общата работа на силата на тежестта? (g = 10 m/s2)
- 60 J
- 120 J
- −60 J
- 0 J
Отговор: 0 J
При вдигането силата на тежестта извършва −60 J, а при спускането +60 J. Общо работата е нула.
Ученик бута шкаф хоризонтално със сила 200 N на 3 m, а силата на триене е 150 N. Колко е общата работа на всички сили върху шкафа?
- 150 J
- 600 J
- 1050 J
- 450 J
Отговор: 150 J
Работата на бутащата сила е 600 J, а на триенето −450 J. Общо: 600 − 450 = 150 J.
Колко джаула са 1 kJ?
- 10 J
- 100 J
- 1000 J
- 1 000 000 J
Отговор: 1000 J
Представката кило означава 1000.
Сила 20 N премества тяло на 5 m по посоката си. Каква работа извършва?
- 100 J
- 4 J
- 25 J
- 15 J
Отговор: 100 J
A = F·s = 20 · 5 = 100 J.
Колко работа извършва силата на реакция на опората, когато кутия се плъзга по хоризонтален под?
- mgh
- Отрицателна
- Положителна
- Не извършва работа
Отговор: Не извършва работа
Силата на реакция е перпендикулярна на преместването и не извършва работа.
Каква работа е нужна, за да се вдигне кофа с маса 8 kg от кладенец с дълбочина 10 m? (g = 10 m/s2)
- 80 J
- 800 J
- 8000 J
- 18 J
Отговор: 800 J
A = mgh = 8 · 10 · 10 = 800 J.
Кон тегли каруца на 2 km с хоризонтална сила 300 N. Каква работа извършва?
- 600 J
- 150 J
- 600 kJ
- 6 MJ
Отговор: 600 kJ
A = F·s = 300 N · 2000 m = 600 000 J = 600 kJ.