Mechanické práce

Predstavte si čiernu skrinku obsahujúcu benzínový motor, ktorá je navrhnutá na utiahnutie dlhého oceľového kábla d, pôsobením určitej sily F. Ak použijeme túto skrinku na zdvíhanie závažia, po zvinutí celého kábla sa závažie zdvihne do výšky d. Sila F je sotva dosť silný na to, aby zdvihol váhu m ak F = mg; ak sa to stane, potom zdvíhacia sila kábla zruší presne gravitačnú silu, takže hmotnosť bude stúpať konštantnou rýchlosťou bez zmeny jeho kinetickej energie.

w. Čierna skrinka vykonáva mechanické práce vedením kábla

Na veľkú váhu sa prenáša iba gravitačná energia a hodnota gravitačnej energie je mgd, ktorá sa rovná Fd. Z hľadiska úspory energie musí ísť tiež o mieru energie stratenej z chemickej energie benzínu vo vnútri boxu.

Čo keby som pomocou čiernej skrinky vytiahol pluh? Prírastok vonkajšej energie je odlišného typu od predchádzajúceho: najmä tepla vytvoreného trením medzi zemou a pluhom. Box komunikuje s vonkajšou stranou iba cez otvor, ktorým vychádza kábel. Rozsah chemickej energie stratenej benzínom môže preto závisieť iba od F a d, takže opäť musí byť množstvo prenesenej energie rovnaké Fd.

Rovnaké zdôvodnenie možno uplatniť aj v iných situáciách bez ohľadu na to, na čo sa kábel používa. Z krabice do vonkajšej strany musí vždy existovať prenos energie, ktorý sa rovná Fd. Všeobecne, keď sa energia prenáša, odkazujeme na mieru energie, ktorá sa prenáša ako Mechanické práce, IT. Ak je pohyb objektu, na ktorý pôsobí sila, ako v príklade čiernej skrinky, v rovnakom smere ako sila, potom L = Fd.

X. Vrhač guľôčok dodáva guľke kinetickú energiu, takže na nej vykonáva mechanické práce. Na vykonanie čo najintenzívnejšej mechanickej práce pôsobí najväčšou možnou silou na najväčšiu možnú vzdialenosť.

Ak je pohyb v opačnom smere ako sila, potom L = -Fd; negatívna mechanická práca sa musí interpretovať ako energia stratená predmetom, na ktorý pôsobila sila. Napríklad, ak Superman sedí pred idúcim nákladným vlakom a zastaví ho, stratí energiu. V normálnom automobile s benzínovým motorom stlačenie bŕzd spotrebuje kinetickú energiu automobilu (pôsobí na ňu negatívna mechanická vec) a premení ju na teplo na úrovni brzdových čeľustí. V elektrickom alebo hybridnom stroji sa kinetická energia stroja premieňa späť na kinetickú energiu, aby sa mohla znova použiť.

Môžete komentovať pomocou účtu na webe, prostredníctvom FB, Twitteru alebo Google alebo ako návštevník (bez registrácie). Pre návštevníkov sú komentáre mierne (schválené správcom).