Page 9 - To jest fizyka 7 - podręcznik

Praca 111

Jednostka pracy

W układzie SI siłę mierzymy w niutonach, a drogę w metrach.
Mnożąc siłę przez drogę, otrzymujemy pracę w jednostkach „niu-
ton razy metr”. Taka jednostka nosi nazwę dżul na cześć Jamesa
Joule’a (patrz s. 173). Dżul oznaczamy literą J.

1 J = 1 N ∙ 1 m
Ćwiczenie B. Oblicz,
jaką pracę wykonał
Jeden dżul jest równy pracy wykonanej podczas przemieszczenia
ciała o 1 m w wyniku działania siły 1 N. Taką pracę wykonujesz Jacek, a jaką – Marek
np. podnosząc tabliczkę czekolady (100 g) na wysokość 1 m. z poprzedniego ćwiczenia.
Rozwiązanie zapisz
w zeszycie.
Napracowaliśmy się, a nie wykonaliśmy pracy
Podczas odrabiania zadania domowego nie wykonujesz żadnej
pracy w sensie fizycznym. W fizyce nie zajmujemy się pracą
umysłową.
Czasem nie wykonujesz pracy, nawet jeśli działasz pewną siłą.
Dzieje się tak wówczas, gdy ta siła nie powoduje przesunięcia
ciała, na przykład kiedy trzymasz książkę przed sobą, w wypro-
stowanej ręce. Równie dobrze można by książkę położyć na półce,
a przecież półka nie wykonuje żadnej pracy.
Dlaczego więc męczymy się, trzymając jakiś przedmiot? Otóż
nasze mięśnie drżą (na przemian kurczą się i rozluźniają), a więc
wykonują pracę. Praca nie jest potrzebna do utrzymania ciała; jest
potrzebna do poruszania drżących mięśni. Dla nas to oczywiście
wszystko jedno, bo nie potrafimy „wyłączyć” ich drżenia.
Aby wykonać pracę w sensie fizycznym, musimy działać na wybra-
ne ciało siłą i spowodować jego przesunięcie. Szczególnym przy-
padkiem przemieszczenia jest odkształcenie ciała, np. podczas
rozciągania sprężyny, kiedy jedna część ciała przemieszcza się
względem drugiej. A zatem pracę wykonujemy również wtedy,
gdy ściskamy lub rozciągamy jakieś ciało.

Jak praca zależy od siły i od drogi
Ze wzoru na pracę wynika, że jeśli na tej samej drodze działamy
dwa razy większą siłą, to wykonujemy dwa razy większą pracę
(rys. a i b). Jeśli zaś taką samą siłą działamy na trzy razy dłuższej
drodze, wykonujemy trzy razy większą pracę (rys. b i c). Praca
jest więc proporcjonalna do działającej siły i do drogi przebytej
przez ciało.
a) a) b) b) c) c)
c)
a)
b)
F = 200 NF = 200 NF = 200 N F = 200 NF = 200 NF = 200 N
F = 100 NF = 100 NF = 100 N

1 m
1 m 1 m 1 m 1 m 3 m 3 m W = 600 JW = 600 JW = 600 J
W = 100 JW = 100 JW = 100 J
1 m
W = 200 JW = 200 JW = 200 J
3 m