Praca mechaniczna i jej przykłady

Przesuwając szafę, podnosząc plecak czy wykopując piłkę wykonujemy pracę mechaniczną.

Co ciekawe, niosąc ciężką siatkę z zakupami czy napierając na ścianę, która ani drgnie nie wykonujemy pracy mechanicznej. Dlaczego? Odpowiedź znajdziecie w tym artykule!

Czym jest praca mechaniczna?

W języku potocznym często mówimy „napracowaliśmy się” czy „mam dużo pracy”. W fizyce pojęcie pracy jest dokładnie określone. Jeżeli na ciało działamy pewną siła, która powoduje przesunięcie tego ciała to w fizyce mówimy, że została wykonana praca mechaniczna.

Przykład: Popychając wózek z zakupami działamy na niego siłą, która powoduje przesunięcie wózka.

Praca mechaniczna to miara energii przekazanej pomiędzy układami w wyniku działania siły powodującej przesunięcie.

Przykład: Popychając wózek z zakupami przekazujemy mu energię. Rozpędzony wózek może tę energię wykorzystać i poprzewracać rozstawione w sklepie produkty.

Kiedy wykonywana jest praca mechaniczna?

Praca mechaniczna jest wykonywana gdy:

  • na ciało działamy pewną siłą i
  • siła ta powoduje przesunięcie ciała

UWAGA: Pułapka na testach i sprawdzianach z fizyki – jeżeli nie wystąpiło przesunięcie to praca mechaniczna nie została wykonana!

Zadanie

W których sytuacjach została wykonana praca mechaniczna:
a) uczeń podniósł ciężki plecak
b) sztangista utrzymywał ciężar nad głową
c) chłopiec usiłował przesunąć szafę
d) dziecko popchnęło samochodzik

Rozwiązanie: Prawidłowe odpowiedzi to a, d – w tych sytuacjach działanie siły spowodowało przesunięcie ciała. Odpowiedzi b, c są nieprawidłowe bo nie wystąpiło w nich przesunięcie.

UWAGA: Pułapka na testach i sprawdzianach z fizyki – jeżeli kierunek siły jest prostopadły do kierunku przesunięcia to praca tej siły jest równa zero!

Przykładowo niosąc siatkę z zakupami nie wykonujemy pracy bo przesuwamy się w poziomie a na plecak działa siła w kierunku pionowym, przeciwdziałając sile grawitacji.

Od czego zależy praca mechaniczna?

UWAGA: Pytanie o to kiedy wykonywana jest praca mechaniczna często pojawia się na testach i egzaminach z fizyki.

Od czego zależy praca mechaniczna?

Od siły oraz przesunięcia. Na pewno sami zauważyliście, że aby podnieść cięższy plecak czy przesunąć cięższą szafę będziemy potrzebowali więcej energii (czyli wykonamy większą pracę). Do przesunięcia szafy na dłuższy dystans też będzie potrzebna większa energia (czyli będziemy musieli wykonać większą pracę).

Zależność tę możemy zapisać wzorem: W = F s, gdzie W – to praca mechaniczna, F – siła, s – przesunięcie.