fizika za osnovce
Mehanički rad
Pojam rada je još jedan pojam koji u svakodnevnom životu i fizici nema (potpuno) isto žnačenje. Tako da kad vas neko u svakodnevnim situacija pita "šta radiš", vi odgovarate sa "čitam knjigu", "gledam tv", "ništa". Vi ste na taj način sagovorniku saopštili koju radnju obaljate, ali sa stanovišta fizike u ovim vašim odgovorima nema rada.
Pojam (mehaničkog) rada u fizici je povezan sa delovanjem sile. Još ranije smo naučili da usled delovanja sile može doći do:
-
promene stanja kretanja tela (telo menja svoj položaj)
-
promene oblika tela.
Ova dva slučaja su slučajevi kada sila vrši rad.
U fizici rad vrši sila i to samo kad menja položaj tela ili njegov oblik.
Šta je u stvari mehanički rad? Mehanički rad se može shvatiti kao proces pomeranja tela ili promene oblika tela pod dejstvom sile.
Mehanički rad ili samo rad se obležava slovom A, a osnovna jedinica mere kojom se izražava rad je Džul [J].
Ako na telo deluje sila u pravcu kretanja mehančki rad se računa po formuli:
gde je A - rad, F - sila i s - pređeni put.
Formula za rad može da se iskoristi da se definiše jedinica mere džul (bez obzira što je dobila ime po čuvenom fizičaru Džejmsu Džulu, naziv jedinice se piše malim početnim slovom). Na osnovu formule za rad može da se napiše:
Gore napisana formula za računanje izvršenog rada važi samo u slučaju da sila koja deluje na telo deluje u pravcu kretanja tela. U slučaju da se ti pravci ne poklapaju npr. kada vičete sanke kanap ne stoji paralelno sa podlogom po kojoj se sanke kreću. U tom slučaju treba izvršiti razlaganje sila (članak o razlaganju sila možete da pročitate ako kliknete OVDE) i rad vrši samo ona komponenta sile koja deluje u pravcu kretanja tj. paralelna komponenta.
U slučaju kada se pravac delovanja sile ne poklapa sa pravcem kretanja tela rad vrši samo paralelna komponenta sile, pa u tom slučaju formula po kojoj se računa izvršeni rad glasi:
Ako na telo deluje sila i pod dejstvom te sile telo prelazi neki put vrši se rad. Rad može da bude pozitivan, nula i negativan. Kakav će da bude rad po svom znaku zavisi od toga kako sila utiče na kretanje tela, a što je povezano sa uglom između pravca delovanja sile i pravca kretanja tela koji ćemo da obeležimo sa α.
-
Ako sila koja deluje na telo ili njena paralelna komponenta teži da poveća brzinu tela tj. ako deluje u smeru kretanja tela, što je slučaj ako je α oštar ugao rad je pozitivan.
-
Ako sila koja deluje na telo ili njena paralelna komponenta teži da smanji brzinu tela tj. ako deluje u smerusuprotnom od smera kretanja tela, što je slučaj ako je α tup ugao rad je negativan.
-
Ako sila deluje pod pravim uglom u odnosu na kretanje tela (u tom slučaju njena paralelna komponenta je jednaka nuli) tj. kada je α prav ugao izvršeni rad je jednak nuli.