Έργο σταθερής δύναμης

Αφού προηγηθεί η μελέτη του αντίστοιχου κεφαλαίου 2.1.1 του σχολικού βιβλίου, προτείνεται οι μαθητές να πειραματιστούν με το έργο σταθερής δύναμης, με την προσομοίωση του Σιτσανλή Ηλία κάνοντας κλικ εδώ. Διευκρινίζεται ότι το κομμάτι που αναφέρεται στο έργο μεταβλητής δύναμης είναι εκτός ύλης.

Το έργο είναι μονόμετρο μέγεθος και συμβολίζεται με W (Work), οπότε προσέχουμε να μην το μπερδεύουμε με το βάρος του σώματος. Θα μπορούσατε να συμβολίζετε το βάρος κατευθείαν με το mg.

Συγκρατούμε τη μαθηματική σχέση με την οποία υπολογίζουμε το έργο μιας σταθερής δύναμης W=Fsσυνφ, όπου F είναι το μέτρο της δύναμης, S το μέτρο της μετατόπισης και φ, η γωνία που σχηματίζει η διεύθυνση της F με τη διεύθυνση της τροχιάς.

Αν για παράδειγμα ισχύει F=12Ν φ=60μοίρες και S=6m τότε W=12*συν60*6=12*0,5*6=36J (ελέγξτε το στην προσομοίωση)

Στις ειδικές περιπτώσεις που η δύναμη F σχηματίζει γωνία 0, 90, 180 και 270 μοιρών με τη μετατόπιση S το έργο λαμβάνει τις παρακάτω χαρακτηριστικές τιμές:

Επομένως, το έργο είναι μηδέν όταν η δύναμη είναι κάθετη στη μετατόπιση (προς τα πάνω ή προς τα κάτω).

Σκεφτείτε μια δύναμη που είναι πάντα κάθετη στη μετατόπιση...

Η κάθετη δύναμη Ν από το επίπεδο, άρα το έργο της είναι πάντα μηδέν.

Επίσης το έργο είναι αρνητικό όταν η δύναμη έχει αντίθετη φορά με την ταχύτητα, δηλαδή λειτουργεί επιβραδυντικά.

Σκεφτείτε μια δύναμη που το έργο της είναι πάντα αρνητικό

Η Τριβή έχει αρνητικό έργο, εκτός από κάποιες πολύ ειδικές περιπτώσεις που δε θα αναφέρουμε.

ΕΞΑΣΚΗΣΗ

Προτείνεται, η επίλυση των ασκήσεων 10Α και 11Α του σχολικού βιβλίου (σελ.193).

Google Sites

Report abuse