PRÁCE
V našem životě narážíme na slovo práce velice často. Lidé chodí do zaměstnání - práce, vykonávají domácí práce, žáci pracují na úkolech do školy atd. Fyzika ale za práci všechny tyto činnosti nepovažuje. Aby práce byla skutečnou prací i z fyzikálního pohledu, musí být těleso silou přemístěno z místa na místo. Znamená to, že když těleso pouze držíme, a může být těžké jak chce, práci nekonáme, i když z nás teče pot a bolí nás svaly. Práci vykonáme teprve, když tělesem budeme pohybovat, tedy urazíme s ním určitou dráhu. Takže výchozími veličinami pro určení velikosti vykonané PRÁCE, jako fyzikální veličiny, jsou DRÁHA a SÍLA.
VÝPOČET PRÁCE
Práci značíme písmenem W a její jednotkou je 1 J (Joule [džaul]). Práce se počítá podle vzorce:
W = F × s
Příklad 1:
Určete, jak velká bude vaše práce když silou 250N přesunete vozík o 10m?
Zápis: F = 250N
s = 10m
W = ? J
1) Nesmíne zapomenout na správné jednotky, tedy sílu dosadit v Newtonech a dráhu v metrech.
! Pokud bychom dosadili do vzorce dráhu v km, výsledek by byl v kJ. !
W = F × s = 250 × 10 = 2500 J = 2,5 kJ
Vámi vykonaná práce by tedy byla 2,5 kJ.
Příklad 2:
Určete, jak velká bude vaše práce když silou 0,5 kN přesunete vozík o 0,1 km?
Zápis: F = 0,5 kN = 500 N
s = 0,1 km = 100 m
W = ? J
1) Nesmíne zapomenout na správné jednotky, tedy sílu dosadit v Newtonech a dráhu v metrech.
! Pokud bychom dosadili do vzorce dráhu v km, výsledek by byl v kJ. !
W = F × s = 500 × 100 = 50000 J = 50 kJ
nebo W = F × s = 500 × 0,1 = 50 kJ
nebo W = F × s = 0,5 × 0,1 = 0,05 MJ = 50 kJ
Vámi vykonaná práce by tedy byla 50 kJ.
Příklad 3:
Určete, jak daleko se dostal vozík, když silou 500N byla jeho posunutím vykonána práce 30 kJ.
Zápis: F = 500 N
W = 30 kJ = 30 000 J
s = ? m
W = F × s => s = W ÷ F = 30 000 ÷ 500 = 60 m
Vozík byl posunut o 60 m.
Příklad 4:
Určete, kdo vykonal větší práci. Petr, který přenosil 10 cihel o 10 m dále po jedné silou 50 N (šel tedy 10×) nebo Jirka, který vzal všecny cihly najednou a vynaložil tak sílu 500 N (šel tedy jen 10 m).
Petr: s = 10 m (10×)
F = 50 N
W = ? N
W = 10 × F × s = 10 × 50 × 10 = 5000 J
Pavel: s = 10 m
F = 500 N
W = ? J
W = F × s = 500 × 10 = 5000 J
Přestože Petrovi práce trvala podstatně déle, protože šel 10× a ještě se tak nezapotil, výsledná práce je u obou chlapců stejná. Oba totiž přemístili 10 cihel o 10 metrů.
Z tohoto příkladu je patrné, že práce jako veličina vůbec nezohledňuje čas. Je tedy jedno, jestli stejnou práci někdo zvládne za hodinu a jiný za den. Proto musíme zavést další veličinu, která tento rozdíl zohlední. Touto veličinou bude VÝKON.
Na práci nemají vliv ani jednoduché stroje. Protože nám šetří pouze sílu, dráha pohybu se však prodlužuje a tak vykonaná práce zůstává stále stejná.