Mecanică

- Lucrul Mecanic

Lucrul mecanic L este o mărime fizică scalară, ce caracterizează efortul unei forţe F , pentru a deplasa sau pentru a se opune deplasării unui corp pe o distanţă d şi are expresia de calcul:

L=F*d

<L>SI=N*m=J(Joule)

Un joule este lucrul mecanic efectuat de o forţă de un newton, al cărui punct de aplicaţie se deplasează cu 1m pe sensul şi direcţia forţei.

Dacă forţa F are un astfel de sens ce face un unghi α cu sensul de mişcare (viteză) al corpului, se va face proiecţia forţei F pe direcţia de mişcare, iar lucrul mecanic al acesteia are expresia:

L=F*d*cosα

Lucrul mecanic efectuat de greutate

a) Un corp lăsat să cadă liber de la o înălţime h, este supus forţei gravitaţionale G=mg , sub acţiunea căreia se deplasează în jos, efectuând un lucru mecanic motor:

L=mgh

b) Un corp aruncat de jos în sus, va fi supus unei forţe gravitaţionale G=mg care face unghiul de 1800 cu sensul de mişcare, făcând un lucru mecanic:

L=-mgh

După cum se vede, lucrul mecanic al greutăţii nu depinde de forma drumului, numindu-se lucru conservativ.

Lucrul mecanic al forţei de frecare

Un corp care se mişcă pe o suprafaţă de sprijin cu care freacă, este supus permanent, unei forţe de frecare Ff , ce acţionează în sens opus sensului de mişcare. Lucrul mecanic al cestei forţe este rezistent şi are expresia:

L=-Ff.d

În practică sunt şi cazuri în care forţa de frecare produce lucru mecanic motor. Dacă pe un cărucior se aşează un corp de care se trage cu o sfoară, forţa de frecare dintre corp şi cărucior produce un lucru mecanic rezstent asupra corpului şi totodată un lucru mecanic motor asupra căruciorului.

Lucrul mecanic al forţei elastice

Se consideră un resort spiral OM în stare liberă fixat în punctul 0 (figura 5). Prin întinderea arcului cu lungimea x ia naştere o forţă = kx, proporţională cu alungirea resortului. Coeficientul de proporţionalitate notat prin k poartă numele de constantă elastică a resortului şi reprezintă forţa necesară pentru a produce o alungire a resortului egală cu unitatea. Pentru o deplasare elementară a punctului M din M' în M", lucrul mecanic elementar corespunzător forţei elastice şi deplasării dx este :

Pentru o deplasare finită din A în B a extremităţii M a resortului când acesta este întins, lucrul mecanic va fi

- Puterea Mecanica

Este evident că efectuarea unui lucru mecanic de către o forţă se poate face mai repede sau mai încet.

Pentru a arăta viteza cu care se efectuează un lucru mecanic a fost definită puterea mecanică prin următoarea expresie de calcul:

Unde “t” reprezintă durata în care se efectuează lucrul mecanic.

Unitatea de măsură pentru puterea mecanică în sistemul internaţional este W(Watt).

Această unitate este destul de mică pentru majoritatea fenomenelor mecanice de aceea în tehnică se folosesc alte unităţi de măsură adecvate: