کار کردن

کار کردن

کار چیست؟

ما اغلب در زندگی روزمره خود از کلمه 'کار' استفاده می کنیم. به عنوان مثال ، می گوییم کسب نمرات خوب در مدرسه 'کار' زیادی را می طلبد. در فیزیک ، اصطلاح 'کار' معنی خاصی دارد.

کار ، در فیزیک ، زمانی اتفاق می افتد که نیرویی بر روی جسمی وارد شود تا آن را در فاصله کمی از نقطه شروع حرکت دهد (جابجایی نیز نامیده می شود). کار به عنوان نیروی چند برابر فاصله محاسبه می شود. از معادله زیر برای توصیف کار استفاده می شود:
کار = نیروی * فاصله
یا
W = Fd
نحوه اندازه گیری کار

واحد استاندارد برای کار ژول (J) است. ژول همان نیوتن متر است که در آن نیوتن نیرو است و متر فاصله است.

زور و آوارگی

فاصله (یا جابجایی) در کار ، فاصله از نقطه شروع تا نقطه پایان است. میزان مسافرت در این بین اهمیتی ندارد. به عنوان مثال ، اگر وزنه ای را از زمین بلند کنید و سپس آن را دوباره روی زمین قرار دهید ، فاصله (یا تغییر مکان) صفر است.

فریب نخورید

اندازه گیری کار گاهی اوقات ممکن است مشکل باشد. برای اینکه معادله W = Fd کار کند ، نیروی مورد استفاده در معادله باید همان نیرویی باشد که برای جابجایی یا فاصله ایجاد شده است. همچنین ، به یاد داشته باشید که برای کار رخ داده است ، جسم باید توسط نیرو جابجا شود. در غیر این صورت ، فاصله یا 'd' در فرمول 0 است و کار 0 خواهد بود.

در اینجا چند نمونه آورده شده است:
  • اگر کسی با تمام فشار به دیوار فشار می آورد ، اما دیوار تکان نمی خورد ، هیچ کاری اتفاق نیفتاده است. این به این دلیل است که فاصله صفر است.
  • اگر کسی با استفاده از زور سنگی را بالای سر خود نگه دارد در حالی که از یک مزارع به سمت شرق می رود ، کاری انجام نشده است. دلیل این امر این است که نیرو در مسیری که سنگ حرکت می کند (به سمت شرق) در یک جهت نیست (نیرو بالا می رود).
  • اگر یک فشار کامل انجام دهید ، خود را بالا برده و سپس عقب بروید ، کل کار صفر است. این به این دلیل است که فاصله کلی از نقطه شروع تا نقطه پایان صفر است.
  • اگر مداد خود را بیندازید ، کار پیش آمده است. دلیل آن این است که جابجایی مداد از دست شما به زمین بیشتر از صفر است و در همان جهتی است که نیروی وارد بر مداد یعنی گرانش دارد.
مثال مثال:

یک بازیکن بیس بال توپ را با نیروی 10 N. می اندازد. توپ 20 متر حرکت می کند. کل کار چقدر است؟

W = F * فاصله
W = 10 N * 20 متر
W = 200 ژول

مشکلات پیچیده تر

وقتی زاویه بین نیرو و جابجایی 0 درجه یا 90 درجه نباشد ، از فرمول پیچیده تری برای کار استفاده می شود. این فرمول شامل زاویه تتا (& Theta؛) است که زاویه بین نیرو و جابجایی است.

W = F * d * cos & Theta ؛
در شرایطی که نیرو و جابجایی دقیقاً در یک جهت باشد theta = 0 و cos & Theta؛ = 1. در حالتی که نیرو تاثیری در جابجایی و تتا = 90 درجه نداشته باشد ، سپس cos & Theta؛ = 0 و بنابراین کار = 0.

حقایق جالب درباره کار
  • کار یک مقدار اسکالر است ، نه یک مقدار بردار. این بدان معناست که برخلاف نیرو و سرعت ، جهت ندارد و فقط دارای بزرگی است.
  • واحد دیگر کار پا پوند است. یک پوند فوت برابر است با 1.35581795 ژول.
  • ژول همچنین به عنوان واحد استاندارد اندازه گیری انرژی استفاده می شود.
  • کار منفی زمانی است که نیرویی که بر یک جسم وارد می شود مانع جابجایی جسم شود.