Lucrul mecanic

DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Lucrul mecanic

Noþiunea de lucru mecanic a apãrut din necesitatea de a mãsura munca (fizicã) depusã de om, precum ºi de maºinile construite de el pentru a-1 ajuta în aceastã muncã.

Sã considerãm situaþia simplã în care un buºtean este deplasat pe un plan orizontal cu ajutorul unui cablu de cãtre un om. Aceeaºi deplasare se poate realiza ºi cu ajutorul unui cal sau al unui tractor. Generalizând pânã la abstractizare interacþiunea care se realizeazã prin intermediul cablului între buºtean pe de o parte ºi om, cal sau tractor pe de altã parte, s-a ajuns la noþiunea de forþã.

Aceastã noþiune ne permite sã facem abstracþie de situaþia concretã consideratã ºi în loc sã spunem cã omul munceºte, vom spune cã forþa produce un lucru mecanic. Lucrul mecanic al forþei este cu atât mai mare cu cât intensitatea forþei ºi deplasarea corpului (asupra cãruia acþioneazã forþa) sunt mai mari. Pentru generalizare, se poate face abstracþie ºi de corpul considerat ºi sã spunem cã o forþã produce lucru mecanic atunci când punctul sãu de aplicaþie se deplaseazã.

ªtim cã o forþã care acþioneazã asupra unui rigid are caracterul unui vector alunecãtor, adicã efectul forþei nu se schimbã dacã punctul de aplicaþie se deplaseazã pe suportul ei. Trebuie sã observãm cã în cadrul noþiunii de lucru mecanic al unei forþe nu o astfel de deplasare este luatã în considerare, ci deplasarea efectivã a punctului de pe corp în care se considerã aplicatã forþa.

Denumirea de lucru mecanic a fost datã de inginerul francez Gustave Gaspard Coriolis. Conþinutul noþiunii s-a adâncit, o datã cu cea de cãldurã, în secolul al XlX-lea când s-a dovedit experimental cã existã un raport constant între cantitatea de lucru mecanic (care este legat de miºcarea mecanicã) ºi cantitatea de cãldurã (care este legatã de o formã de miºcare nemecanicã a materiei) în care acesta se poate transforma.

1. Definiþie

Se considerã un punct material M care se deplaseazã pe traiectoria curbilinie ( Γ ), fiind acþionat de forþa variabilã . La momentul t punctul material se aflã în M având faþã de un punct de referinþã fix 0 vectorul de poziþie r, iar la momentul se aflã în , având vectorul de poziþie .

Prin definiþie se va numi lucrul mecanic elementar, corespunzãtor forþei ºi deplasãrii elementare , produsul scalar
unde . (1)
Cum , expresia (1) devine (2)
Rezultã cã: lucrul mecanic elementar corespunzãtor unei forþe ºi unei deplasãri elementare a punctului de aplicaþie al forþei este egal cu produsul scalar dintre forþã ºi deplasarea elementarã.

În expresia (1) s-a aproximat cã în intervalul de timp forþa rãmâne constantã, iar arcul este egal cu coarda corespunzãtoare. Folosind exprimarea analiticã a vectorilor ºi în funcþie de proiecþiile vectorilor pe axele unui sistem cartezian Oxyz (figura 1) ; , (3) expresia (1) devine: (4)

Figura 1

În funcþie de viteza , expresia lucrului mecanic elementar este .

2. Proprietãþi ale lucrului mecanic:

a) este o mãrime scalarã având ca unitate de mãsurã în sistemul internaþional SI joule-ul (J) ºi în sistemul tehnic kilogram - forþã - metrul (kgf.m);
b) este pozitiv când ºi poartã în acest caz numele de lucru meca?nic motor;
c) este negativ când ºi se numeºte în acest caz lucru mecanic rezistent ;
d) este nul când ;
e) dacã deplasarea este compusã din n deplasãri ele?mentare (5) atunci (6)
Deci: lucrul mecanic elementar corespunzãtor unei deplasãri compuse este egal cu suma lucrurilor mecanice elementare aferente deplasãrilor componente;
f) dacã forþa reprezintã rezultanta unicã a unui sistem de forþe (7) , atunci lucrul mecanic este (8).
Adicã, lucrul mecanic elementar corespunzãtor rezultantei unui sistem de forþe este egal cu suma algebricã a lucrurilor mecanice elementare ale forþelor componente. « mai multe referate din Fizica