עבודה
הגדרה: העבודה היא האנרגיה שנוצרת מכוח הפועל לאורך מרחק.
סימון - W
נוסחה:
W = F|ΔX|cos(α)
פרמטרים:
F = כוח [N]
ΔX = ההעתק שהגוף עובר בזמן שהכוח פועל [m]
α = זווית בין כיוון הכוח לכיוון התנועה [°]
יחידות מידה: ג'אול [J]
ההסבר המלא של עבודה בשיעור וידאו, עם דוגמאות פתורות צעד צעד
לצפייה בחינםנכנסים בקליק אחד עם גוגל, בלי כרטיס אשראיעל מכונית הנמצאת במנוחה על משטח חלק מתחיל לפעול כוח F = 25 N.
חשב את העבודה W שמבצע הכוח במרחק של 20 מטר.
W = ?
W = FΔXcos(α)
W = 25·20·cos(0) = 500
W = 500J
דוגמה 2 לחצו לפתיחה ‹
קרון צעצוע נע שמאלה, לפתע ילד מתחיל למשוך את הקרון בכיוון ימינה בכוח F. ידוע כי הקרון עובר מרחק של 4 מטרים עד שנעצר וכי העבודה שביצע הכוח היא W = -60J. מהו גודל הכוח F.
F = ?
W = FΔXcos(α)
-60 = F·4·cos(180)
-4F = -60/:(-4)
F = 15 N
דוגמה 3 לחצו לפתיחה ‹
קופסה נמצאת במנוחה על משטח אופקי חלק. כוח בגודל F = 40 N מתחיל לפעול בזווית של α = 30° מעל לאופק החיובי. הקופסה נעה למרחק של ΔX = 12 m. חשב את העבודה של הכוח W.
W = ?
W = FΔXcos(α)
W = 40·12·cos(30) = 415.68
W = 415.7J
כלל: השטח מתחת לגרף כוח-מיקוםהעתק הוא העבודה (W)
דוגמה 4 לחצו לפתיחה ‹
הגרף שלפניך מבטא את הכוח F כפונקציה של המרחק הפועל על קופסא.
חשבו את העבודה הכוללת שביצע הכוח.
W = שטח הגרף
W = 25·6/2 = 75
W = 75J
דוגמה 5 לחצו לפתיחה ‹
קופסה במסה m = 6 kg מונחת על משטח אופקי, מקדם החיכוך הקינטי בין הקופסה למשטח הוא μk = 0.2.
על הקופסה פועל כוח אופקי ימינה בגודל F = 20N למרחק של 3 מטרים.
מהי העבודה של הכוחות F,fk יחד.
W = ?
W = WF + Wfk
W = FΔXcos(α₁) + fkΔXcos(α₂)
W = FΔXcos(α₁) + mgμkΔX|cos(α₂)
W = 20·3·cos(0) + 6·10·0.2·3·cos(180)
W = 24J
דוגמה 6 לחצו לפתיחה ‹
גוף מונח על משטח אופקי חלק, הציר החיובי מוגדר ימינה. שני כוחות פועלים על הגוף: כוח שגודלו F₁ = 8N פועל ימינה וכוח בגודל F₂ = 5N פועל בזווית α = 60° מעל לאופק השלילי.
חשבו את העבודה של שני הכוחות יחד כאשר הגוף נע למרחק של 4 מטרים.
W = ?
W = W₁ + W₂
W = F₁ΔXcos(α₁) + F₂ΔXcos(α₂)
W = 8·4·cos(0) + 5·4·cos(120)
W = 22J