Работа

Работа

Какво е работа?

Често използваме думата „работа“ в ежедневието си. Например бихме казали, че получаването на добри оценки в училище отнема много упорита „работа“. Във физиката терминът „работа“ има специфично значение.

Работата във физиката се случва, когато сила действа върху даден обект, за да го премести на известно разстояние от началната точка (наричана още изместване). Работата се изчислява като силата, умножена по разстоянието. Следното уравнение се използва за описание на работата:
Работа = сила * разстояние
или
W = Fd
Как се измерва работата

Стандартната единица за работа е джаулът (J). Джоулът е същият като нютонметър, където нютонът е силата, а метърът е разстоянието.

Сила и изместване

Разстоянието (или изместването) при работа е разстоянието от началната точка до крайната точка. Размерът на пътуването между тях няма значение. Например, ако вдигнете тежест от земята и след това я поставите обратно на земята, разстоянието (или изместването) е нула.

Не се подлъгвайте

Измерването на работата понякога може да бъде сложно. За да работи уравнението W = Fd, силата, използвана в уравнението, трябва да бъде силата, използвана за причиняване на изместването или разстоянието. Също така, не забравяйте, че е настъпила работа, обектът трябва да бъде изместен от силата. В противен случай разстоянието или „d“ във формулата е 0 и работата ще бъде 0.

Ето няколко примера:

• Ако някой натиска стената с всички сили, но стената не се движи, не е настъпила работа. Това е така, защото разстоянието е нула.
• Ако някой използва сила, за да държи камък над главата си, докато върви на изток през поле, не е настъпила работа. Това е така, защото силата не е в същата посока (силата е нагоре) като разстоянието, преместено от скалата (на изток).
• Ако направите пълна лицева опора, повдигайки се нагоре и след това назад, общата работа е нула. Това е така, защото общото разстояние от началната точка до крайната точка е нула.
• Ако изпуснете молива, значи е настъпила работа. Това е така, защото изместването на молива от ръката ви към земята е по-голямо от нула и е в същата посока като силата, действаща върху молива, която е гравитацията.

Примерен проблем:

Бейзболист хвърля топка със сила 10 N. Топката изминава 20 метра. Каква е общата работа?

W = F * разстояние
Ш = 10 N * 20 метра
W = 200 джаула

Още сложни проблеми

Когато ъгълът между силата и изместването не е 0 градуса или 90 градуса, се използва по-сложна формула за работа. Тази формула включва ъгъла theta (& Theta;), който е ъгълът между силата и изместването.

W = F * d * cos & Theta;
В случая, когато силата и изместването са в една и съща посока theta = 0 и cos & Theta; = 1. В случая, когато силата няма влияние върху изместването и theta = 90 градуса, тогава cos & Theta; = 0 и следователно работата = 0.

Интересни факти за работата

• Работата е скаларна величина, а не векторна величина. Това означава, че за разлика от силата и скоростта, той няма посока, а само величина.
• Друга единица работа е фута. Един фунт фунт е равен на 1.35581795 джаула.
• Джоулът се използва и като стандартна мерна единица за енергия.
• Отрицателната работа е, когато силата, действаща върху обект, възпрепятства изместването на обекта.