Page 59 - fizika_VII_LM

3. FEJEZET Mechanikai jelenségek. Mechanikai munka. Energia 57

L = F ⋅ Δd
→

v
[L] = N ⋅ m = J (joule) →
G

SI
• Ha az erő és az elmozdulás iránya és irányítása megegyezik, L > 0. 6. ábra – Az elmozdulás irányára
• Ha az erő merőleges az elmozdulásra, L = 0 (6. ábra). merőleges súlyerő nem végez
munkát (közvetlen módon nem
• Ha az erő ellentétes az elmozdulással, L < 0 (lásd a megoldott feladatot). befolyásolja a golyó mozgását).
► A mechanikai munka geometriai értelmezése: ha a testre ható F erőt
grafikusan ábrázoljuk támadópontjának koordinátája szerint, akkor az L mecha-
nikai munka számszerűen megegyezik a ∆d elmozdulásnak megfelelő grafi-
kon alatti területtel (7. ábra).
Megoldott feladat

Egy m = 100 kg tömegű testet egyenletesen húzunk vízszintes felületen. A 7. ábra – A téglalap területe
test d = 50 m távolságot tesz meg. Ismertek: µ = 0,2 és g = 10 N/kg. számszerűen egyenlő a végzett
a) Ábrázold a testre ható erőket. munkával
b) Számítsd ki mindegyik erő nagyságát.
c) Számítsd ki az erők által végzett munkát külön-külön, és határozd meg Tudod-e?
az összmunkát (a mechanikai munkák előjeles összegét).
Megoldás: ▶James
a) Prescott Joule
(1818-1889)
m = 100 kg Angol fizikus,
d = 50 m N _ aki a mechani-
kai munka hővé

µ = 0,2 b) G = m ∙ g = 100 kg ∙ 10 = 1000 N alakítását tanul-
kg
g = 10 N/kg N – G = 0 => N = G = 1 000 N mányozta, hoz-
zájárulva az ener-
a) ábra F = µ ∙ N = 0,2 ∙ 1 000 N = 200 N giamegmaradás gondolatának
s
F – F = 0 => F = F = 200 N
→
s
b) F = ? c) Az húzóerő pozitív munkát végez (segíti a mozgást). megalapozásához. Hőelmélete
s
F

→
c) L = ? Az súrlódási erő negatív munkát végez (fékezi a akkoriban annyira vitatott volt,
F

hogy a kiadók megtagadták ered-
F
s
L = ? mozgást). ményeinek közzétételét. Felfedezte
Fs
L = ? A súlyerő és a merőleges visszaható erő nem végez mun- azt a törvényt, amely leírja az elekt-
G
L = ? kát (nem segítik és nem gátolják a mozgást). romos áram segítségével történő
hőtermelés jelenségét. Ez a törvény
N
L teljes =? L = F ∙ d = 200 N ∙ 50 m = 10 000 J és a mechanikai munka mértékegy-
F
L = – F ∙ d = –200 N ∙ 50 m = –10 000 J sége az ő nevét viseli.
Fs
s
L = 0 J; L = 0 J; L = L + L + L + L = 0 J
G N teljes F Fs G N
Alkalmazd a tanultakat!
Ellenőrizd, hogy megértetted-e! Mennyi mechani- 3
kai munkát kell végezni 2
ahhoz, hogy a 3 kockát
1 Mikor végzünk nagyobb munkát: ha egy 5 tonnás testet a 3. emeletre eme- vízszintes helyzetből 1 2 3
lünk fel, vagy ha egy 3 tonnás testet az 5. emeletre emelünk? áthelyezzük függőleges helyzetbe,
2 Mekkora munkát végez az 1 kN nagyságú erő, miközben saját iránya men- a nyilakkal jelzett utakat követve?
Mindegyik kocka oldala 5 cm, tömege
tén 50 cm távolságon mozdítja el a testet? 100 g. Útmutatások:
3 Aladár és Jancsi egy kötél két végét ellentétes irányítású, F = 100 N, illetve 1. Számítsd ki a mozgás szaka-
1
F = 120 N nagyságú erővel húzza. Ki végez közülük negatív munkát? szain végzett mechanikai munkát
külön-külön!
2
4 Melyik esetben végez munkát egy súlyemelő, miközben felemeli a súlyt, 2. Vedd figyelembe az erő és az
vagy miközben a feje fölött tartja? elmozdulás által bezárt szöget.