• Шта је механички рад?
• Карактеристике механичког рада
• Формула механичког рада
• Врсте машинског рада
• Примери механичког рада

Објашњавамо шта је механички рад у физици, његове карактеристике и формулу за његово израчунавање. Такође, које врсте постоје и примери.

Механички рад је количина енергије која се преноси на тело помоћу силе.

Шта је механички рад?

У физички, а тачније у грана од механика, подразумева се под механичким радом (или једноставно радио) на радњу а снагу на телу које мирује кретање, тако да произведе а премештај у телу пропорционално Енергија уложено у силу која га покреће. Другим речима, механички рад је количина енергије која се преноси на тело силом која на њега делује.

Машински рад је величина скалар, који се обично мери у Међународни систем (СИ) кроз џуле или џуле (Ј) и представљен је словом В (из енглеског рад, „Радио“). Поред тога, често говоримо о позитивном или негативном раду у зависности од тога да ли сила преноси енергију на објекат (позитиван рад) или је одузима (негативан рад). Тако, на пример, ко баци лопту ради позитивно, а ко је ухвати негативан.

Карактеристике механичког рада

Машински рад карактерише:

• То је скаларна величина, која се мери џулима (то јест, килограма по квадратном метру подељено секундом на квадрат) и представљена је словом В.
• То директно зависи од силе која га узрокује, тако да да би дошло до механичког рада на телу, мора постојати механичка сила која се на њега примењује дуж дефинисане путање.
• У садашњем језику, термин „рад“ се користи да дефинише ту механичку активност чије извођење троши одређену количину енергије.
• Тхе трансфер оф топлота (калоријска енергија) се не сматра обликом рада, иако се састоји од преноса енергије.

Формула механичког рада

Најједноставнија формула за израчунавање рада тела које се покреће силом обично је следећа:

В = Ф к д

где је В извршени рад, Ф сила која делује на тело, а Д је растојање померања које претрпи тело.

Међутим, сила и растојање се обично сматрају векторским величинама, које захтевају одређену оријентацију у простору. Дакле, горња формула се може преформулисати да укључи такву оријентацију, као што следи:

В = Ф к д к цос𝛂

где косинус алфа (цос𝛂) одређује угао између правца у коме се примењује сила и смера у коме се објекат креће као резултат.

Врсте машинског рада

Негативан рад настаје када се примењена сила опире кретању које је предмет доносио.

Механички рад може бити три врсте, у зависности од тога да ли додаје, одузима или одржава ниво енергије у телу које се креће. Дакле, можемо говорити о:

• Позитиван рад (В > 0). Настаје када сила даје енергију предметном објекту, стварајући померање у истом правцу у коме је сила примењена. Пример за то би био играч голфа који удари лоптицу палицом и натера је да лети неколико метара, или играч бејзбола који удара лопту у покрету, мењајући путању коју је имала.
• Нулти рад (В = 0). Настаје када примењена сила не производи никакво померање у објекту, иако при томе троши енергију. Пример овога би била особа која гура веома тежак комад намештаја, а да га не помери ни за центиметар.
• Негативан рад (В < 0).Настаје када примењена сила одузима енергију предметном објекту, опирући се кретању које је објекат већ донео или смањујући његово померање. Пример за ово би био играч бејзбола који ухвати лопту коју је бацио други, спречавајући га да настави своју путању; или особа која стоји испред предмета који пада низ брдо и, иако није у стању да га потпуно заустави, успе да успори његов пад.

Примери механичког рада

Неки примери механичког рада су:

• У фудбалској утакмици, судија изводи једанаестерац и Лионел Меси шутира лопту ка голу, снагом од 500Н, чинећи је да се помери око 15 метара без додиривања тла. Колико сте труда уложили да постигнете тај гол?

Одговор: применом формуле В = Ф к д, имамо да је Меси урадио рад од 500Н к 15м, односно рад који је еквивалентан 7500 Ј.

• Воз иде на југ пуном брзином, ка аутомобилу заглављеном на шинама. Суперхерој, схватајући опасност, одлучује да стане испред локомотиве и заустави њен напредак. С обзиром да воз са собом носи силу од 20.000 Н, да је суперхерој нерањив, а да је локомотива 700 метара од заглављеног вагона, колико посла суперхерој мора да уради да би је зауставио?

Одговор: Пошто кочење локомотиве захтева најмање 20.000 Н у супротном смеру, а суперхерој би желео да остави маргину од најмање 2 метра између локомотиве и заглављеног вагона, знамо да мора применити рад једнак 20.000 Н к 698 м, односно негативан рад од 13.960.000 Ј.