Scientia

Lucrul mecanic

Lucrul mecanic este efectuat de o forţă care acţionează asupra unui corp şi îşi deplasează punctul de aplicaţie pe direcţia şi în sensul ei.

Formula de calcul a lucrului mecanic:

L = F * d

unde F este forţa ce acţionează asupra corpului, iar d este distanţa pe care aceasta îşi deplasează punctul de aplicaţie.

Cu ajutorul acestei formule, putem defini lucrul mecanic ca fiind mărimea fizică scalară direct proporţională cu produsul dintre forţa care acţionează asupra unui corp şi distanţa pe care aceasta îşi deplasează punctul de aplicaţie pe direcţia şi în sensul ei.

Fiind unul dintre modurile de transfer ale energiei, în sistemul internaţional de unităţi lucrul mecanic se exprimă în jouli ( J ).

Lucrul mecanic este o mărime fizică algebrică, măsura fiind pozitivă, nulă sau negativă. Lucrul mecanic pozitiv este lucru mecanic motor, iar lucrul mecanic negativ este cunoscut ca fiind lucru mecanic rezistent. Forţele perpendiculare pe direcţia de deplasarea efectuează un lucru mecanic nul ( egal cu 0 ).

Lucrul mecanic al forţei de greutate se calculează după formula

L = m * g * h

unde m= masa corpului, g = acceleraţia gravitaţională, h = înălţimea de la corpul coboară.

Lucrul mecanic al forţei elastice are formula de calcul

L = -k * x * x / 2

unde k = constanta elastică, x = deformarea.

Lucrul mecanic al forţei de frecare se poate calcula cu ajutorul formulei

L = - x * N * d

unde x = coeficientul de frecare, N = forţa de apăsare normală la suprafaţa de contact, d = distanţa.

Puterea mecanică

Puterea mecanică arată capacitatea unei forţe de a efectua lucru mecanic, se notează cu P şi are următoarea formulă de calcul : P = L / T, unde T este timpul în care forţa efectuează lucrul mecanic. Pe baza formulei definim puterea mecanică ca fiind mărimea fizică scalară numeric egală cu lucrul mecanic efectuat de o forţă şi timpul necesar efectuării acestuia.

În sistemul internaţional de unităţi, puterea mecanică se măsoară în watti ( W ). O altă unitate de măsură a puterii mecanice este calul - putere, un cal - putere fiind egal cu 736 W. În cazul în care viteza corpului e constantă, putem deduce o a doua formulă de calcul a puterii mecanice ( aceasta valabilă doar când acceleraţia e nulă ! )

Ştim că P = L / T şi mai ştim şi că L = F * d. Ne va rezulta formula P = F * d / T. Dar d / T = v ( viteza corpului ). De aici rezultă că P = F * v.