Фізика. 7 клас. Максимович

Механічна робота і потужність. Енергія

§ 30. Механічна робота

«Це дуже важка робота — нічого не робити». Що мав на увазі ірландський письменник Оскар Вайльд, якому належать ці слова?

Дізнаймося про...

роботу;
механічну роботу;
умови виконання механічної роботи.

1. Робота і механічна робота

Уявіть собі ситуацію на дорозі, коли в неочікуваний момент двигун автомобіля з механічною коробкою передач «глохне», хоча до цього працював нормально. Що робити в такій ситуації? Є кілька варіантів. Щоб авто рушило, його треба штовхати — а це важко. Викликати евакуатор — потрібно довго чекати і заплатити за його послуги, а це чималі кошти. А ще можна просто сидіти і чекати на «диво»...

Розглянемо всі варіанти, але почнемо з кінця. Сидимо і чекаємо, думаємо, аналізуємо, мріємо, розуміємо, що запізнюємося, нас чекають неприємні моменти, час іде, але нічого не змінюється, автомобіль залишився на місці.

Приїхав евакуатор, забрав автомобіль і нас, доправив до автосервісу, ми оплатили його послуги, проте знову запізнилися.

Поштовхали автомобіль, втомилися, забруднили руки, але він завівся і ми поїхали. Нам пощастило, ми не запізнилися.

Як ви вважаєте: чи у всіх випадках ви виконували роботу? Так, бо у двох перших це була інтелектуальна робота, а у третьому — фізична, механічна. Хоча у другому випадку роботу за вас виконав евакуатор.

Чому ви виконали механічну роботу? На автомобіль з вашого боку діяла сила, яка спричинила його рух. Отже, робимо висновок.

Умови виконання механічної роботи:

на тіло повинна діяти сила;
під дією цієї сили тіло повинно пройти певний шлях.

Механічна робота — це фізична величина, що дорівнює добутку сили і шляху, пройденого тілом під дією цієї сили:

механічна робота = сила • шлях.

Механічну роботу позначають символом А і розраховують за формулою:

A = FS.

Одиницею вимірювання механічної роботи в системі СІ є джоуль (Дж). Названа ця одиниця на честь англійського вченого Джона Джоуля.

1 Дж — це робота, яку виконує сила 1 Н, переміщуючи тіло на 1 м:

1 Дж = 1 Н • м.

Також використовують й інші частинні та кратні одиниці вимірювання: мДж, кДж, МДж.

1 мДж = 0,001 Дж

1 кДж = 1000 Дж

1 МДж = 1 000 000 Дж

Поміркуйте і дайте відповідь

1. У якому випадку мурашка виконує більшу роботу: коли переносить одну й ту саму соломинку на відстань 1 м чи на 2 м? Чому?

2. У якому випадку їжачок (мал. 30.1) виконує більшу роботу, переносячи від яблуні до своєї хатинки яблука? Чому?

Мал. 30.1. Їжачок несе яблука

2. Приклад розв’язування задачі

Задача. Єгор Леоненко із Сум — найсильніший хлопчик України — у віці 8 років зміг підняти у витиску лежачи штангу масою 41 кілограм на висоту 25 см. Визначте роботу, яку виконав хлопчик.

Запам’ятайте

Умови виконання механічної роботи:

на тіло повинна діяти сила;
під дією цієї сили тіло повинно пройти певний шлях.

Механічна робота — це фізична величина, що дорівнює добутку сили і шляху, пройденого тілом під дією цієї сили: А = FS.

Перевірте себе

1. Якщо ви хочете з’їсти яблуко у садочку, це можна зробити двома способами: лягти під деревом, відкрити рота і чекати, поки яблуко впаде, а можна його зірвати й насолодитися чудовим смаком. Як пов’язати цей приклад з епіграфом до параграфа?

2. За допомогою математичних знаків (>, <, =) порівняйте значення фізичних величин: 350 кДж і 0,35 МДж, 700 мДж і 6 Дж, 2 МДж і 2000 Дж.

3. Дерев’яний брусок масою 150 г рівномірно переміщують по столу на відстань 30 см за допомогою динамометра (мал. 30.2). Визначте роботу, яку виконує сила, прикладена до динамометра.

Мал. 30.2. Переміщення бруска за допомогою динамометра

4. За допомогою пристосування для підйому вантажів на будівництві піднімають піддон з цеглою на висоту 20 м, виконуючи роботу 170 кДж. Визначте силу, необхідну для підняття вантажу.

5. Каштан Шевченка — один із найстаріших каштанів Києва. Вік дерева 150 років, висота 15 м. Визначте роботу, яку виконає сила тяжіння під час падіння горіха каштана масою 30 г з вершини дерева на землю.

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)