עבודה ואנרגיה

עבודה

• הגדרה: פעולה של כוח לאורך דרך מסוימת.
• נוסחה: $W = F \cdot \Delta x$ (כאשר הכוח בכיוון התנועה).
• יחידות: ג'אול (J).
• כאשר הכוח לא בכיוון התנועה, משתמשים בהרכיב $F \cos \alpha$.

דוגמאות

• כוח של 5 ניוטון מזיז גוף 20 מטרים ימינה, עבודה: $W = 5 \cdot 20 = 100 J$.
• אם הכוח בכיוון הפוך לתנועה, העבודה שלילית (כמו בדוגמא עם $\cos 180 = -1$).

תכונות של עבודה

• סקלר: אין כיוון, כמו טמפרטורה או זמן.
• מכפלה של שני וקטורים נותנת סקלר (מכפלה סקלרית).
• כשכוח מאונך לתנועה (כמו הנורמל), העבודה שווה ל-0.

תרגיל

• גוף שמשקלו 3 ניוטון נעה על מישור משופע, כוח $T$ = 5 ניוטון בכיוון מעלה.
• ניתוח הכוחות:
  • הנורמל: עבודה = 0 (מאונך לתנועה).
  • כוח $T$: עבודה = $10 J$.
  • כוח $mg$: עבודה = $-3 J$.
• עבודה כוללת: סכום כל העבודות = $7 J$.

שיטות לחישוב עבודה כוללת

1. חיבור העבודות של כל הכוחות הפועלים.
2. חישוב הכוח השקול ומציאת עבודתו.

דוגמה נוספת לחישוב עבודה כוללת

• מציאת כוח שקול: $T - mg\sin \alpha$.
• חישוב: $3.5 \times 2 = 7 J$.

סיכום

• עבודה ואנרגיה הם מושגים חשובים בפיזיקה.
• הבנה של כיווני הכוח והשפעתם על העבודה מאפשרת פתרון בעיות מורכבות יותר בתחום זה.