Todo el mundo sabe lo que es el trabajo.Incluso los niños trabajan como bebés en el jardín de infancia. Sin embargo, el concepto cotidiano generalmente aceptado está lejos de ser el mismo que el concepto de trabajo mecánico en física. Por ejemplo, un hombre se pone de pie y sostiene una bolsa en sus manos. En el sentido habitual, hace el trabajo sosteniendo la carga. Sin embargo, desde el punto de vista de la física, no hace nada por el estilo. ¿Qué pasa aquí?
Dado que surgen tales preguntas, es horarecuerda la definición. Cuando una fuerza actúa sobre un objeto y, bajo su acción, el cuerpo se mueve, se realiza un trabajo mecánico. Este valor es proporcional al camino recorrido por el cuerpo y la fuerza aplicada. También existe una dependencia adicional de la dirección de aplicación de la fuerza y la dirección del movimiento del cuerpo.
Por lo tanto, hemos introducido un concepto comoTrabajo mecánico. La física lo define como el producto de la magnitud de la fuerza y el desplazamiento, multiplicado por el valor del coseno del ángulo que existe en el caso más general entre ellos. Como ejemplo, podemos considerar varios casos que le permitirán comprender mejor lo que se quiere decir con esto.
¿Cuándo no se realiza el trabajo mecánico?Hay un camión, lo empujamos, pero no se mueve. Se aplica la fuerza, pero no hay movimiento. El trabajo que se realiza es cero. Y aquí hay otro ejemplo: una madre lleva a un niño en un cochecito, en este caso se hace el trabajo, se aplica fuerza, el cochecito se mueve. La diferencia en los dos casos descritos es la presencia de desplazamiento. Y en consecuencia, el trabajo está hecho (por ejemplo, con un sidecar) o no (por ejemplo, con un camión).
Otro caso: un niño en bicicleta aceleróy rueda tranquilamente por la pista, no pedalea. ¿Se está haciendo el trabajo? No, aunque hay movimiento, pero no hay fuerza aplicada, el movimiento se realiza por inercia.
Otro ejemplo: un caballo lleva un carro, en élel conductor está sentado. ¿Está haciendo el trabajo? El movimiento está ahí, la fuerza aplicada está (el peso del conductor actúa sobre el carro), pero el trabajo no se está haciendo. El ángulo entre la dirección del movimiento y la dirección de la fuerza es de 90 grados y el coseno del ángulo de 90 ° es cero.
Los ejemplos dados permiten comprender queEl trabajo mecánico no es solo el producto de dos cantidades. También debe considerar cómo se dirigen estas cantidades. Si la dirección del movimiento y la dirección de acción de la fuerza coinciden, entonces el resultado será positivo, si la dirección del movimiento es opuesta a la dirección de aplicación de la fuerza, entonces el resultado será negativo (por ejemplo, el trabajo hecho por la fuerza de fricción al mover la carga).
Además, es necesario tener en cuenta que la actuación sobrela fuerza del cuerpo puede ser el resultado de múltiples fuerzas. Si es así, entonces el trabajo de todas las fuerzas aplicadas al cuerpo es igual al trabajo realizado por la fuerza resultante. El trabajo se mide en julios. Un julio es igual al trabajo que hace una fuerza de un newton cuando el cuerpo se mueve un metro.
De los ejemplos considerados, uno puede hacer extremadamenteuna conclusión interesante. Cuando examinamos al conductor en el carro, determinamos que no estaba haciendo el trabajo. El trabajo se realiza en el plano horizontal, porque ahí es donde se realiza el movimiento. Pero la situación cambiará un poco cuando miremos al peatón.
Al caminar, el centro de gravedad de una persona no permaneceinmóvil, se mueve en un plano vertical y, por tanto, funciona. Y dado que el movimiento se dirige contra la fuerza de la gravedad, el trabajo se realizará en contra de la dirección de la acción de la fuerza de la gravedad. Incluso si el movimiento es pequeño, pero con una caminata larga, el cuerpo tendrá que hacer un trabajo adicional. Por lo tanto, caminar con el paso correcto reduce este trabajo adicional y reduce la fatiga.
Después de analizar unas sencillas vidassituaciones seleccionadas como ejemplos, y utilizando el conocimiento de lo que es el trabajo mecánico, examinamos las principales situaciones de su manifestación, así como cuándo y qué trabajo se realiza. Determinaron que un concepto como el trabajo en la vida cotidiana y en la física es de naturaleza diferente. Y se estableció mediante la aplicación de leyes físicas que la marcha inadecuada causa fatiga adicional.
