Rumus untuk kerja adalah W = F x S, di mana F adalah daya dan S adalah jarak yang dilalui objek. Kerja ini juga dapat ditentukan dengan menggunakan perbezaan tenaga suatu objek.
Sering kali kita mendengar istilah "usaha" dalam kehidupan seharian. Secara umum, seseorang akan berusaha mendapatkan apa yang dia mahukan.
Namun, ternyata usaha juga dijelaskan dalam sains dengan lebih tepat lagi dalam bidang fizik. Oleh itu, mari kita lihat dengan lebih dekat apa yang dipanggil kerja dari sudut fizik.
Usaha
Definisi
"Pada dasarnya, usaha adalah tindakan atau tindakan pada objek atau sistem untuk mengubah keadaan sistem."
Topik perniagaan adalah sesuatu yang biasa dan kita sering melakukannya dalam kehidupan seharian.
Sebagai contoh, semasa memindahkan baldi yang diisi dengan air, kita berusaha untuk membuat baldi itu bergerak dari tempat asalnya.
Formula perniagaan
Secara matematik, kerja ditakrifkan sebagai produk daya yang bertindak pada objek dan sejauh mana ia bergerak.
W = F. Δ s
Sekiranya anda telah mengkaji mengenai integral, perpindahan jarak kerana daya tindak adalah graf yang terus berubah. Oleh itu, persamaan untuk formula perniagaan dapat ditulis
Maklumat:
W = kerja (joules)
F = daya (N)
Δs = perbezaan jarak (m)
Seperti yang kita ketahui, daya dan jarak adalah kuantiti vektor. Kerja adalah hasil titik antara daya dan jarak, jadi kita perlu memperbanyak komponen vektor yang sama. Untuk keterangan lebih lanjut, mari lihat gambar di bawah.
Dalam gambar di atas, orang itu menarik tali yang diikat pada kotak dengan kekuatan F dan membentuk sudut θ. Kotak kemudian dipindahkan s.
Memandangkan kerja adalah hasil titik, daya yang dapat dikalikan dengan jarak adalah daya pada paksi-x. Oleh itu, formula untuk kerja boleh ditulis sebagai
W = F cos θ. s
di mana θ ialah sudut antara tali dan satah kotak.
Secara umum, usaha yang sering kita sebutkan hanyalah nilai mutlaknya. Walau bagaimanapun, kerja juga boleh menjadi positif dan negatif atau bahkan sifar.
Kerja akan dikatakan negatif jika objek atau sistem melakukan kerja melawan daya atau lebih senang apabila daya dan anjakannya berada pada arah yang bertentangan.
Sementara itu, apabila daya dan anjakan ke arah yang sama, kerja akan positif. Walau bagaimanapun, apabila objek tidak mengalami perubahan keadaan, kerjanya adalah sifar.
Baca juga: Sistematik Perlembagaan 1945 (Lengkap) Sebelum dan Selepas PindaanTenaga
Sebelum membincangkan lebih lanjut mengenai perniagaan, kita perlu mengetahui terlebih dahulu mengenai rakan usaha, iaitu tenaga.
Kerja dan tenaga adalah kesatuan yang tidak dapat dipisahkan. Ini kerana, usaha adalah satu bentuk tenaga.
"Pada dasarnya, tenaga adalah keupayaan untuk melakukan kerja."
Seperti halnya ketika kita menggerakkan baldi, kita memerlukan tenaga agar baldi dapat digerakkan.
Tenaga juga dikelaskan kepada dua jenis, iaitu tenaga berpotensi dan tenaga kinetik.
Tenaga keupayaan
Pada dasarnya, tenaga berpotensi adalah tenaga yang dimiliki oleh objek ketika objek tidak bergerak atau dalam keadaan rehat. Contohnya ialah ketika kita mengangkat baldi air ke atas.
Apabila baldi telah diangkat, agar baldi tidak jatuh, tangan kita akan terasa berat. Ini kerana baldi mempunyai tenaga berpotensi walaupun baldi tidak bergerak.
Secara amnya, tenaga berpotensi berpunca daripada pengaruh daya graviti. Dalam kes sebelumnya, baldi terasa berat ketika diangkat dan sudah berada di puncak.
Ini kerana tenaga berpotensi dipengaruhi oleh kedudukan objek. Semakin tinggi objek, semakin besar potensi tenaga.
Di samping itu, tenaga berpotensi juga dipengaruhi oleh pecutan jisim dan graviti. Oleh itu, jumlah tenaga berpotensi dapat ditulis sebagai
Ep = m. g. h
Maklumat:
Ep = tenaga berpotensi (joules)
m = jisim (kg)
g = pecutan kerana graviti (9.8 m / s2)
h = ketinggian objek (m)
Di samping itu, jika perniagaan hanya dipengaruhi oleh potensi tenaga. Jadi, jumlah kerja ditentukan oleh perbezaan antara tenaga berpotensi selepas dan sebelum objek bergerak.
W = ΔEp
W = m. g. (h2 - h1)
Maklumat:
h2 = ketinggian objek akhir (m)
h1 = ketinggian objek awal (m)
Tenaga kinetik
Kes lain yang berpotensi tenaga, ada tenaga yang dimiliki oleh objek ketika bergerak yang disebut tenaga kinetik.
Semua objek yang bergerak mesti mempunyai tenaga kinetik. Jumlah tenaga kinetik berkadar dengan halaju dan jisim objek.
Secara matematik, jumlah tenaga kinetik boleh ditulis seperti berikut:
Ek = 1/2 mv 2
Maklumat:
Ek = tenaga kinetik (joules)
m = jisim (kg)
v = halaju (m / s)
Sekiranya objek hanya dipengaruhi oleh tenaga kinetik, maka kerja yang dilakukan oleh objek tersebut dapat dikira dari perbezaan tenaga kinetik.
W = ΔEk
W = 1 / 2.m. (V2 - v1) 2
Maklumat:
v2 = halaju akhir (m / s)
v1 = halaju awal (m / s)
Tenaga mekanikal
Terdapat keadaan di mana objek mempunyai dua jenis tenaga, iaitu tenaga berpotensi dan tenaga kinetik. Keadaan ini dipanggil tenaga mekanikal.
Baca juga: Gambar Cube Nets, Lengkap + ContohPada asasnya, tenaga mekanik adalah gabungan dua jenis tenaga, iaitu kinetik dan potensi yang bertindak pada objek.
Em = Ep + Ek
Maklumat:
Em = tenaga mekanikal (joule)
Menurut undang-undang pemuliharaan tenaga, tenaga tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.
Ini berkait rapat dengan tenaga mekanikal di mana jika tenaga itu semua dapat ditukarkan dari tenaga berpotensi menjadi tenaga kinetik atau sebaliknya. Hasilnya, jumlah tenaga mekanikal akan sentiasa sama tanpa mengira kedudukan.
Em1 = Em2
Maklumat:
Em1 = tenaga mekanikal awal (joules)
Em2 = tenaga mekanikal akhir (joules)
Contoh formula kerja dan tenaga
Berikut adalah beberapa contoh soalan untuk memahami kes yang berkaitan dengan formula kerja dan tenaga.
Contoh 1
Objek dengan jisim 10 kg bergerak di permukaan yang rata dan licin tanpa geseran, jika objek itu didorong dengan kekuatan 100 N yang membentuk sudut 60 ° ke arah mendatar. Jumlah kerja jika anjakan objek adalah 5 m adalah
Jawapan
W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100.0,5.5 = 250 Joules
Contoh 2
Sekatan dengan jisim 1.800 gram (g = 10 m / s2) ditarik secara menegak selama 4 saat. Sekiranya blok bergerak setinggi 2 m, daya yang dihasilkan adalah
Jawapan
Tenaga = Kuasa. masa
Ep = P. t
mg h = P. t
1,8 .10. 2 = P. 4
36 = P. 4
P = 36/4 = 9 Watt
Contoh 3
Seorang kanak-kanak yang beratnya 40 kg berada di tingkat 3 bangunan pada ketinggian 15 m dari tanah. Hitung potensi tenaga anak jika anak itu sekarang berada di tingkat 5 dan berada 25 m dari tanah!
Jawapan
m = 40 kg
h = 25 m
g = 10 m / s²
Ep = mxgxh
Ep = (40) (10) (25) = 10000 joule
Contoh 4
Objek dengan jisim 10 kg bergerak pada 20 m / s. Dengan mengabaikan daya geseran yang ada pada objek. Apakah perubahan tenaga kinetik jika halaju objek menjadi 30 m / s!
Jawapanm = 10 kg
v1 = 20 m / s
v2 = 30 m / s
Δ Ek = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½ m (v2²- v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 j
Contoh 5
Objek dengan jisim 2 kg jatuh bebas dari bahagian atas bangunan bertingkat yang tingginya 100 m. Sekiranya geseran dengan udara diabaikan dan g = 10 ms-2, maka kerja yang dilakukan secara graviti hingga ketinggian 20 m dari tanah adalah
JawapanW = mgΔ
W = 2 x 10 x (100 - 20)
W = 1600 joule
Demikianlah perbincangan mengenai formula usaha dan tenaga, semoga dapat bermanfaat untuk anda.