III.1. Lucrul mecanic

Introducere

• Lucrul mecanic este determinat de efortul depus de o forță pentru a deplasa un corp.
• Efortul depus variază în funcție de greutatea corpului și distanța parcursă.

Exemple de efort și forțe implicate

• Buldozer: Efort mai mare cu creșterea greutății pământului și a distanței.
• Om cu bagaje: Efort mai mare cu creșterea greutății bagajului și a distanței.
• Ren cu sanie: Efort mai mare cu creșterea greutății saniei și a distanței.

Experiment: De cine depinde efortul depus la deplasarea unui corp?

• Materiale: Corp cu cârlig, dinamometru, discuri.
• Procedură:
  • Măsurarea forței de tracțiune cu și fără discuri.
  • Efectul unghiului asupra efortului.
• Concluzie:
  • Efortul crește odată cu forța de tracțiune și unghiul dintre forță și direcția de mișcare.

Caracterizarea lucrului mecanic ca mărime fizică

• Lucrul mecanic (L):
  • Este produsul dintre modulul forței (F) și modulul deplasării corpului (d).
• Convenții de semne:
  1. Lucru mecanic pozitiv: Forța ajută la deplasare (ex. forța motorului).
  2. Lucru mecanic negativ: Forța se opune deplasării (ex. forța de frecare).
  3. Lucru mecanic nul: Forța nu afectează deplasarea (ex. greutatea pe orizontală).
• Observații:
  • Lucrul mecanic total este suma lucrurilor mecanice ale forțelor individuale.
  • Efortul crește cu forța, distanța și unghiul mai mari.

Probleme rezolvate

1. Mașină pe șosea:
   • Date: 21.6 km/h, 30 min, forță de 40 N.
   • Calcul:
     • Distanța parcursă: 10800 m
     • Lucru mecanic total: 0 J
2. Copil cu sanie:
   • Date: 100 m, forță de 40 N, unghi de 60°, forță de frecare de 10 N.
   • Calcul:
     • Lucru mecanic total: 1000 J

Concluzie

• Lucrul mecanic este influențat de mărimea forței aplicate, distanța parcursă și unghiul de aplicare a forței.
• Exemplele practice și problemele rezolvate demonstrează aplicarea conceptelor teoretice.