Cum scripetele valorifică puterea Couleur-Science
mecanică Vineri 27 martie 2015 de Timo van Neerden
Când vrei să ridici un obiect, ceea ce vrei cu adevărat să faci este să depășești forța de gravitație exercitată asupra acelui obiect. Este necesar să exercitați o forță cel puțin echivalentă și în sus pentru a o ridica.
Pentru un obiect de 10 kg de pe Pământ, forța care trebuie depășită este de 100 N (N = newton; accelerația gravitației pe Pământ este de aproximativ 10 newtoni pe kilogram care trebuie ridicată). Prin urmare, este necesar să se exercite o forță de 100 N asupra obiectului.
Folosind scripeți, palanuri sau alte sisteme, acest lucru se poate face cu o forță mult mai mică. De fapt, cu echipamentul potrivit, puteți ridica o mașină sau un camion cu puterea brațelor.
Cum este posibil ?
Conceptul de lucru
Munca produsă de o forță, sau „opera unei forțe”, este energia pusă în joc atunci când aplicarea unei forțe determină o evoluție a sistemului.
Dacă pun pe masă o cutie de 1 kg de lapte cu o înălțime de 1 m, nu se mișcă nimic: forța de greutate este acolo, dar nu se întâmplă nimic: nu există nici o muncă, nici o energie implicată.
Dacă acum pun cutia de lapte de 1 kg în același loc, dar fără să existe o masă (așa că am dat drumul la 1 m de la sol), atunci cărămida cade: există o evoluție și greutatea forței produce muncă: acționează.
Lucrarea unei forțe este energie, deci este măsurată în joule (simbolul $ \ text $). În cazul în care această lucrare implică mișcarea unui obiect, aceasta depinde de forța aplicată (mai mult sau mai puțin intensă) și de distanța pe care obiectul este mișcat:
Astfel, câmpul gravitațional care cauzează căderea cutiei de lapte de 1 kg (deci cu o forță de 10 newton) pe o înălțime de 1 m va produce o lucrare de 10 jouli.
Dacă înălțimea ar fi fost de 10 metri, lucrarea ar fi fost de 100 de jouli.
Dacă câmpul gravitațional ar fi fost de șase ori mai slab, ca și pe Lună, atunci lucrarea ar fi fost de șase ori mai mică: 1,6 joule.