Kuda itu menarik kereta dengan beberapa kekuatan, mari kita tunjukkan itu F daya tarik. Kakek, yang duduk di gerobak, menekannya dengan paksa. Mari kita tunjukkan itu F tekanan Gerobak bergerak searah gaya tarik kuda (ke kanan), tetapi searah gaya tekan kakek (ke bawah), kereta tidak bergerak. Oleh karena itu, dalam fisika mereka mengatakan bahwa F traksi bekerja pada gerobak, dan F tekanan tidak bekerja pada gerobak.
Jadi, usaha yang dilakukan oleh suatu gaya pada benda pekerjaan mekanis- kuantitas fisik, yang modulusnya sama dengan produk gaya dan jalur yang ditempuh benda sepanjang arah aksi gaya ini S:
Untuk menghormati ilmuwan Inggris D. Joule, unit kerja mekanik dinamai 1 joule(menurut rumus, 1 J = 1 N m).
Jika gaya tertentu bekerja pada benda yang dipertimbangkan, maka benda tertentu bekerja padanya. Itu sebabnya kerja gaya pada benda dan kerja benda pada benda adalah sinonim yang lengkap. Namun, pekerjaan tubuh pertama pada yang kedua dan pekerjaan tubuh kedua pada yang pertama adalah sinonim parsial, karena modul dari karya-karya ini selalu sama, dan tanda-tandanya selalu berlawanan. Itulah mengapa tanda “±” hadir dalam rumus. Mari kita bahas tanda-tanda pekerjaan lebih detail.
Nilai numerik gaya dan jalur selalu merupakan nilai non-negatif. Sebaliknya, pekerjaan mekanis dapat memiliki tanda positif dan negatif. Jika arah gaya bertepatan dengan arah gerak benda, maka usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut dianggap positif. Jika arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda, usaha yang dilakukan oleh gaya dianggap negatif.(kita ambil "-" dari rumus "±"). Jika arah gerak benda tegak lurus terhadap arah gaya, maka gaya tersebut tidak bekerja, yaitu, A = 0.
Pertimbangkan tiga ilustrasi pada tiga aspek kerja mekanik.
Melakukan pekerjaan dengan paksa mungkin terlihat berbeda dari sudut pandang pengamat yang berbeda. Perhatikan sebuah contoh: seorang gadis naik lift ke atas. Apakah itu melakukan pekerjaan mekanis? Seorang gadis dapat melakukan pekerjaan hanya pada tubuh-tubuh di mana dia bertindak dengan paksa. Hanya ada satu tubuh seperti itu - mobil lift, saat gadis itu menekan lantai dengan berat badannya. Sekarang kita perlu mencari tahu apakah kabin berjalan dengan baik. Pertimbangkan dua opsi: dengan pengamat yang diam dan yang bergerak.
Biarkan anak pengamat duduk di tanah terlebih dahulu. Sehubungan dengan itu, mobil lift bergerak ke atas dan pergi ke suatu tempat. Berat gadis itu diarahkan ke arah yang berlawanan - ke bawah, oleh karena itu, gadis itu melakukan pekerjaan mekanis negatif di kabin: SEBUAH perawan< 0. Вообразим, что мальчик-наблюдатель пересел внутрь кабины движущегося лифта. Как и ранее, вес девочки действует на пол кабины. Но теперь по отношению к такому наблюдателю кабина лифта не движется. Поэтому с точки зрения наблюдателя в кабине лифта девочка не совершает механическую работу: SEBUAH dev = 0.
Dalam pengalaman kita sehari-hari, kata "bekerja" sangat umum. Tetapi orang harus membedakan antara kerja fisiologis dan kerja dari sudut pandang ilmu fisika. Ketika Anda pulang dari kelas, Anda berkata: "Oh, betapa lelahnya saya!". Ini adalah pekerjaan fisiologis. Atau, misalnya, pekerjaan tim di cerita rakyat"Lobak".
Gambar 1. Bekerja dalam arti kata sehari-hari
Di sini kita akan berbicara tentang kerja dari sudut pandang fisika.
Kerja mekanik dilakukan ketika suatu gaya menggerakkan suatu benda. Kerja dilambangkan dengan huruf Latin A. Definisi kerja yang lebih ketat adalah sebagai berikut.
Kerja suatu gaya adalah besaran fisis yang sama dengan hasil kali besar gaya dan jarak yang ditempuh benda terhadap arah gaya.
Gambar 2. Usaha adalah besaran fisis
Rumus ini berlaku ketika gaya konstan bekerja pada tubuh.
Dalam sistem satuan SI internasional, kerja diukur dalam joule.
Ini berarti bahwa jika sebuah benda bergerak 1 meter di bawah aksi gaya 1 newton, maka kerja 1 joule dilakukan oleh gaya ini.
Unit kerja dinamai ilmuwan Inggris James Prescott Joule.
Gambar 3. James Prescott Joule (1818 - 1889)
Dari rumus untuk menghitung usaha, maka ada tiga kasus ketika usaha sama dengan nol.
Kasus pertama adalah ketika sebuah gaya bekerja pada tubuh, tetapi tubuh tidak bergerak. Misalnya, gaya gravitasi yang sangat besar bekerja pada sebuah rumah. Tapi dia tidak bekerja, karena rumahnya tidak bergerak.
Kasus kedua adalah ketika tubuh bergerak dengan inersia, yaitu, tidak ada gaya yang bekerja padanya. Misalnya, sebuah pesawat ruang angkasa bergerak di ruang intergalaksi.
Kasus ketiga adalah ketika sebuah gaya bekerja pada tubuh tegak lurus terhadap arah gerak tubuh. Dalam hal ini, meskipun tubuh bergerak, dan gaya bekerja padanya, tetapi tidak ada gerakan tubuh ke arah gaya.
Gambar 4. Tiga kasus ketika pekerjaan sama dengan nol
Juga harus dikatakan bahwa kerja suatu gaya bisa negatif. Begitu juga jika terjadi gerakan tubuh melawan arah gaya. Misalnya, ketika derek mengangkat beban di atas tanah dengan kabel, kerja gravitasi adalah negatif (dan kerja gaya ke atas kabel, sebaliknya, adalah positif).
Mari kita asumsikan bahwa saat mengeksekusi pekerjaan konstruksi lubang harus ditutup dengan pasir. Sebuah ekskavator akan membutuhkan beberapa menit untuk melakukan ini, dan seorang pekerja dengan sekop harus bekerja selama beberapa jam. Tapi baik ekskavator dan pekerjanya akan bekerja pekerjaan yang sama.
Gambar 5. Pekerjaan yang sama dapat dilakukan dalam waktu yang berbeda
Untuk mengkarakterisasi kecepatan kerja dalam fisika, besaran yang disebut daya digunakan.
Daya adalah besaran fisis yang sama dengan perbandingan usaha dengan waktu pelaksanaannya.
Kekuasaan dilambangkan dengan huruf latin n.
Satuan SI untuk daya adalah watt.
Satu watt adalah daya di mana satu joule kerja dilakukan dalam satu detik.
Satuan daya dinamai ilmuwan Inggris dan penemu mesin uap James Watt.
Gambar 6. James Watt (1736 - 1819)
Gabungkan rumus untuk menghitung usaha dengan rumus untuk menghitung daya.
Ingat sekarang bahwa rasio jalan yang ditempuh oleh tubuh, S, pada saat gerakan T adalah kecepatan tubuh v.
Lewat sini, daya sama dengan produk nilai numerik gaya pada kecepatan tubuh ke arah gaya.
Rumus ini mudah digunakan ketika memecahkan masalah di mana gaya bekerja pada benda yang bergerak dengan kecepatan yang diketahui.
Bibliografi
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Kumpulan tugas fisika untuk kelas 7-9 lembaga pendidikan. - edisi ke-17. - M.: Pencerahan, 2004.
- Peryshkin A.V. Fisika. 7 sel - Edisi ke-14, stereotip. - M.: Bustard, 2010.
- Peryshkin A.V. Kumpulan soal dalam fisika, kelas 7-9: edisi ke-5, stereotip. - M: Rumah Penerbit Ujian, 2010.
- Portal internet Physics.ru ().
- Portal internet Festival.1september.ru ().
- Portal internet Fizportal.ru ().
- Portal internet Elkin52.narod.ru ().
Pekerjaan rumah
- Kapan usaha sama dengan nol?
- Berapa usaha yang dilakukan pada lintasan yang dilalui gaya tersebut? Di arah yang berlawanan?
- Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan yang bekerja pada batu bata ketika bergerak 0,4 m? Gaya gesekan adalah 5 N.
Hampir semua orang, tanpa ragu-ragu, akan menjawab: yang kedua. Dan mereka akan salah. Kasusnya justru sebaliknya. Dalam fisika, pekerjaan mekanik dijelaskan definisi berikut: kerja mekanis dilakukan ketika suatu gaya bekerja pada suatu benda dan benda tersebut bergerak. Kerja mekanis berbanding lurus dengan gaya yang diterapkan dan jarak yang ditempuh.
Rumus kerja mekanik
Kerja mekanik ditentukan dengan rumus:
dimana A adalah usaha, F adalah gaya, s adalah jarak yang ditempuh.
POTENSI(fungsi potensial), sebuah konsep yang mencirikan kelas luas medan gaya fisik (listrik, gravitasi, dll.) dan, secara umum, bidang kuantitas fisik yang diwakili oleh vektor (medan kecepatan fluida, dll.). Dalam kasus umum, potensi medan vektor a( x,kamu,z) adalah fungsi skalar kamu(x,kamu,z) bahwa a = lulusan
35. Konduktor dalam medan listrik. Kapasitas listrik.konduktor dalam medan listrik. Konduktor adalah zat yang dicirikan oleh adanya sejumlah besar pembawa muatan bebas di dalamnya yang dapat bergerak di bawah pengaruh medan listrik. Konduktor termasuk logam, elektrolit, batubara. Dalam logam, pembawa muatan bebas adalah elektron dari kulit terluar atom, yang, ketika atom berinteraksi, sepenuhnya kehilangan hubungannya dengan atom "mereka" dan menjadi milik seluruh konduktor secara keseluruhan. Elektron bebas berpartisipasi dalam gerakan termal seperti molekul gas dan dapat bergerak melalui logam ke segala arah. Kapasitas listrik- karakteristik konduktor, ukuran kemampuannya untuk mengakumulasi muatan listrik. Dalam teori rangkaian listrik, kapasitansi adalah kapasitansi timbal balik antara dua konduktor; parameter elemen kapasitif dari rangkaian listrik, disajikan dalam bentuk jaringan dua terminal. Kapasitas ini didefinisikan sebagai rasio besarnya muatan listrik dengan perbedaan potensial antara konduktor ini
36. Kapasitansi kapasitor datar.
Kapasitansi kapasitor datar.
Itu. kapasitansi kapasitor datar hanya bergantung pada ukuran, bentuk, dan konstanta dielektriknya. Untuk membuat kapasitor berkapasitas tinggi, perlu menambah luas pelat dan mengurangi ketebalan lapisan dielektrik.
37. Interaksi magnetik arus dalam ruang hampa. hukum Ampere.hukum Ampere. Pada tahun 1820, Ampère (seorang ilmuwan Prancis (1775-1836)) menetapkan secara eksperimental hukum yang dengannya seseorang dapat menghitung gaya yang bekerja pada elemen konduktor yang panjangnya dialiri arus.
di mana adalah vektor induksi magnet, adalah vektor elemen panjang konduktor yang ditarik ke arah arus.
Modulus gaya , dimana adalah sudut antara arah arus dalam penghantar dan arah medan magnet. Untuk konduktor lurus dengan arus dalam medan seragam
Arah gaya kerja dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri:
Jika telapak tangan kiri diposisikan sedemikian rupa sehingga komponen medan magnet normal (terhadap arus) memasuki telapak tangan, dan empat jari terentang diarahkan sepanjang arus, maka ibu jari akan menunjukkan arah di mana gaya Ampere bekerja. .
38. Kekuatan medan magnet. Hukum Biot-Savart-LaplaceKekuatan medan magnet(sebutan standar H ) - vektor kuantitas fisik, sama dengan selisih vektor induksi magnet B Dan vektor magnetisasi J .
DI DALAM Sistem Satuan Internasional (SI): 
di mana- konstanta magnet.
hukum BSL. Hukum yang menentukan medan magnet dari elemen arus individu 
39. Penerapan hukum Biot-Savart-Laplace. Untuk medan arus searah
Untuk lingkaran melingkar.
Dan untuk solenoida
40. Induksi medan magnet Medan magnet dicirikan oleh besaran vektor, yang disebut induksi medan magnet (kuantitas vektor, yang merupakan karakteristik gaya medan magnet pada titik tertentu dalam ruang). saya (B) ini bukan gaya yang bekerja pada konduktor, ini adalah kuantitas yang ditemukan melalui gaya yang diberikan sesuai dengan rumus berikut: B \u003d F / (I * l) (Secara lisan: modulus vektor MI. (B) sama dengan rasio modulus gaya F, yang dengannya medan magnet bekerja pada konduktor pembawa arus yang terletak tegak lurus terhadap garis magnet, dengan kekuatan arus dalam konduktor I dan panjang konduktor l. Induksi magnet hanya bergantung pada medan magnet. Dalam hal ini, induksi dapat dianggap sebagai karakteristik kuantitatif dari medan magnet. Ini menentukan dengan gaya apa (Gaya Lorentz) medan magnet bekerja pada muatan yang bergerak dengan kecepatan. 
MI diukur dalam Tesla (1 T). Dalam hal ini, 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI memiliki arah. Secara grafis, dapat digambarkan sebagai garis. Dalam medan magnet seragam, MI adalah paralel, dan vektor MI akan diarahkan dengan cara yang sama di semua titik. Dalam kasus medan magnet yang tidak seragam, misalnya, medan di sekitar konduktor dengan arus, vektor induksi magnetik akan berubah pada setiap titik dalam ruang di sekitar konduktor, dan garis singgung vektor ini akan membuat lingkaran konsentris di sekitar konduktor.
41. Gerak partikel dalam medan magnet. kekuatan Lorentz. a) - Jika sebuah partikel terbang ke dalam daerah medan magnet seragam, dan vektor V tegak lurus terhadap vektor B, maka partikel itu bergerak sepanjang lingkaran dengan jari-jari R=mV/qB, karena gaya Lorentz Fl=mV^2 /R berperan sebagai gaya sentripetal. Periode revolusi adalah T=2piR/V=2pim/qB dan tidak bergantung pada kecepatan partikel (Hal ini hanya berlaku untuk V<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.
Gaya L. ditentukan oleh hubungan: Fl = q VB sina (q adalah nilai muatan yang bergerak; V adalah modulus kecepatannya; B adalah modulus vektor induksi medan magnet; alfa adalah sudut antara vektor V dan vektor B) Gaya Lorentz tegak lurus terhadap kecepatan dan karena itu tidak melakukan kerja, tidak mengubah modulus kecepatan muatan dan energi kinetiknya. Tetapi arah kecepatan berubah terus menerus. Gaya Lorentz tegak lurus terhadap vektor B dan v, dan arahnya ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri yang sama dengan arah gaya Ampere: jika tangan kiri diposisikan sedemikian rupa sehingga komponen induksi magnet B tegak lurus terhadap kecepatan muatan, memasuki telapak tangan, dan empat jari diarahkan sepanjang pergerakan muatan positif (melawan pergerakan muatan negatif), maka ibu jari yang ditekuk 90 derajat akan menunjukkan arah gaya Lorentz yang bekerja pada muatan F l . 
Untuk dapat mengkarakterisasi karakteristik energi gerak, diperkenalkan konsep kerja mekanik. Dan kepadanya dalam berbagai manifestasinya artikel itu dikhususkan. Untuk memahami topik ini mudah dan cukup rumit. Penulis dengan tulus berusaha membuatnya lebih dimengerti dan dimengerti, dan hanya bisa berharap bahwa tujuan telah tercapai.
Apa itu kerja mekanik?
Disebut apakah itu? Jika suatu gaya bekerja pada tubuh, dan sebagai akibat dari aksi gaya ini, tubuh bergerak, maka ini disebut pekerjaan mekanis. Jika didekati dari sudut pandang filsafat ilmiah, beberapa aspek tambahan dapat dibedakan di sini, tetapi artikel ini akan membahas topik tersebut dari sudut pandang fisika. Pekerjaan mekanis tidak sulit jika Anda memikirkan kata-kata yang tertulis di sini dengan cermat. Tetapi kata "mekanik" biasanya tidak ditulis, dan semuanya direduksi menjadi kata "kerja". Tetapi tidak setiap pekerjaan bersifat mekanis. Di sini seorang pria duduk dan berpikir. Apakah itu bekerja? Secara mental ya! Tapi apakah itu pekerjaan mekanis? Tidak. Bagaimana jika orang itu sedang berjalan? Jika tubuh bergerak di bawah pengaruh suatu gaya, maka ini adalah pekerjaan mekanis. Semuanya sederhana. Dengan kata lain, gaya yang bekerja pada benda bekerja (mekanis). Dan satu hal lagi: itu adalah pekerjaan yang dapat mencirikan hasil aksi gaya tertentu. Jadi jika seseorang berjalan, maka gaya tertentu (gesekan, gravitasi, dll.) melakukan pekerjaan mekanis pada seseorang, dan sebagai akibat dari tindakan mereka, seseorang mengubah titik lokasinya, dengan kata lain, dia bergerak.
Kerja sebagai kuantitas fisik sama dengan gaya yang bekerja pada tubuh, dikalikan dengan lintasan yang dibuat tubuh di bawah pengaruh gaya ini dan ke arah yang ditunjukkan olehnya. Kita dapat mengatakan bahwa kerja mekanis dilakukan jika 2 kondisi terpenuhi secara bersamaan: gaya yang bekerja pada tubuh, dan benda itu bergerak ke arah aksinya. Tapi itu tidak dilakukan atau tidak dilakukan jika gaya bekerja, dan tubuh tidak mengubah lokasinya dalam sistem koordinat. Berikut adalah contoh kecil di mana pekerjaan mekanis tidak dilakukan:
- Jadi seseorang bisa jatuh di atas batu besar untuk memindahkannya, tetapi tidak ada kekuatan yang cukup. Gaya bekerja pada batu, tetapi tidak bergerak, dan usaha tidak terjadi.
- Tubuh bergerak dalam sistem koordinat, dan gayanya sama dengan nol atau semuanya dikompensasi. Ini dapat diamati selama gerakan inersia.
- Bila arah gerak benda tegak lurus terhadap gaya. Ketika kereta api bergerak sepanjang garis horizontal, gaya gravitasi tidak melakukan pekerjaannya.
Tergantung pada kondisi tertentu, kerja mekanis bisa negatif dan positif. Jadi, jika arah dan gaya, serta gerakan tubuh sama, maka terjadi kerja positif. Contoh kerja positif adalah efek gravitasi pada setetes air yang jatuh. Tetapi jika gaya dan arah gerakan berlawanan, maka terjadi kerja mekanik negatif. Contoh dari opsi semacam itu adalah balon naik dan gravitasi, yang melakukan pekerjaan negatif. Ketika sebuah benda dikenai pengaruh beberapa gaya, pekerjaan seperti itu disebut "kerja gaya resultan".
Fitur aplikasi praktis (energi kinetik)
Kami beralih dari teori ke bagian praktis. Secara terpisah, kita harus berbicara tentang pekerjaan mekanik dan penggunaannya dalam fisika. Seperti yang mungkin diingat banyak orang, semua energi tubuh dibagi menjadi kinetik dan potensial. Ketika suatu benda berada dalam kesetimbangan dan tidak bergerak ke mana pun, energi potensialnya sama dengan energi totalnya, dan energi kinetiknya nol. Ketika gerakan dimulai, energi potensial mulai berkurang, energi kinetik meningkat, tetapi totalnya sama dengan energi total benda. Untuk suatu titik material, energi kinetik didefinisikan sebagai kerja gaya yang mempercepat titik tersebut dari nol ke nilai H, dan dalam bentuk rumus, kinetika benda adalah * M * H, di mana M adalah massa. Untuk mengetahui energi kinetik suatu benda yang terdiri dari banyak partikel, Anda perlu mencari jumlah semua energi kinetik partikel, dan ini akan menjadi energi kinetik benda.
Fitur aplikasi praktis (energi potensial)
Dalam kasus ketika semua gaya yang bekerja pada tubuh adalah konservatif, dan energi potensial sama dengan total, maka tidak ada pekerjaan yang dilakukan. Postulat ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi mekanik. Energi mekanik dalam sistem tertutup adalah konstan dalam selang waktu. Hukum kekekalan banyak digunakan untuk menyelesaikan masalah dari mekanika klasik.
Fitur aplikasi praktis (termodinamika)
Dalam termodinamika, kerja yang dilakukan oleh gas selama pemuaian dihitung dengan integral tekanan dikalikan dengan volume. Pendekatan ini dapat diterapkan tidak hanya dalam kasus di mana terdapat fungsi volume yang tepat, tetapi juga untuk semua proses yang dapat ditampilkan dalam bidang tekanan/volume. Pengetahuan tentang kerja mekanis juga diterapkan tidak hanya pada gas, tetapi juga pada segala sesuatu yang dapat memberikan tekanan.
Fitur aplikasi praktis dalam praktik (mekanika teoretis)
Dalam mekanika teoretis, semua properti dan rumus yang dijelaskan di atas dipertimbangkan secara lebih rinci, khususnya, ini adalah proyeksi. Dia juga memberikan definisinya sendiri untuk berbagai rumus kerja mekanis (contoh definisi integral Rimmer): batas di mana jumlah semua gaya kerja dasar cenderung ketika kehalusan partisi cenderung nol disebut kerja gaya sepanjang kurva. Mungkin sulit? Tapi tidak ada, dengan mekanika teoretis segalanya. Ya, dan semua pekerjaan mekanis, fisika, dan kesulitan lainnya telah berakhir. Selanjutnya hanya akan ada contoh dan kesimpulan.
Unit kerja mekanik
SI menggunakan joule untuk mengukur kerja, sedangkan GHS menggunakan ergs:
- 1 J = 1 kg m²/s² = 1 Nm
- 1 erg = 1 g cm²/s² = 1 dyne cm
- 1 erg = 10 7 J
Contoh kerja mekanik
Untuk akhirnya memahami konsep seperti pekerjaan mekanis, Anda harus mempelajari beberapa contoh terpisah yang memungkinkan Anda untuk mempertimbangkannya dari banyak sisi, tetapi tidak semua:
- Ketika seseorang mengangkat batu dengan tangannya, maka pekerjaan mekanis terjadi dengan bantuan kekuatan otot tangan;
- Ketika kereta api berjalan di sepanjang rel, kereta itu ditarik oleh gaya traksi traktor (lokomotif listrik, lokomotif diesel, dll.);
- Jika Anda mengambil pistol dan menembak darinya, maka berkat gaya tekanan yang akan dihasilkan oleh gas bubuk, pekerjaan akan dilakukan: peluru dipindahkan di sepanjang laras pistol pada saat yang sama dengan kecepatan peluru itu sendiri meningkat ;
- Ada juga pekerjaan mekanis ketika gaya gesekan bekerja pada tubuh, memaksanya untuk mengurangi kecepatan gerakannya;
- Contoh di atas dengan bola, ketika mereka naik ke arah yang berlawanan relatif terhadap arah gravitasi, juga merupakan contoh kerja mekanik, tetapi selain gravitasi, gaya Archimedes juga bekerja ketika segala sesuatu yang lebih ringan dari udara naik.
Apa itu kekuatan?
Terakhir, saya ingin menyentuh topik tentang kekuasaan. Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya dalam satu satuan waktu disebut daya. Faktanya, daya adalah kuantitas fisik yang merupakan cerminan dari rasio kerja terhadap periode waktu tertentu selama pekerjaan ini dilakukan: M = P / B, di mana M adalah daya, P adalah kerja, B adalah waktu. Satuan SI untuk daya adalah 1 watt. Satu watt sama dengan daya yang melakukan kerja satu joule dalam satu detik: 1 W = 1J \ 1s.
Anda sudah mengenal kerja mekanik (work of force) dari pelajaran fisika sekolah dasar. Ingat definisi kerja mekanis yang diberikan di sana untuk kasus-kasus berikut.
Jika gaya diarahkan ke arah yang sama dengan perpindahan benda, maka usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut
Dalam hal ini, usaha yang dilakukan oleh gaya adalah positif.
Jika gaya tersebut berlawanan arah dengan gerakan benda, maka usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah
Dalam hal ini, usaha yang dilakukan oleh gaya adalah negatif.
Jika gaya f_vec diarahkan tegak lurus terhadap perpindahan s_vec benda, maka usaha gaya adalah nol:
Usaha adalah besaran skalar. Satuan kerja disebut joule (dilambangkan: J) untuk menghormati ilmuwan Inggris James Joule, yang memainkan peran penting dalam penemuan hukum kekekalan energi. Dari rumus (1) berikut:
1 J = 1 N * m.
1. Sebuah batang seberat 0,5 kg dipindahkan sepanjang meja sejauh 2 m, menerapkan gaya elastis sebesar 4 N padanya (Gbr. 28.1). Koefisien gesekan antara batang dan meja adalah 0,2. Berapa usaha yang dilakukan pada balok:
a) gravitasi m?
b) gaya reaksi normal ?
c.gaya elastis?
d) gaya gesekan geser tr?
Kerja total dari beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda dapat ditemukan dalam dua cara:
1. Temukan pekerjaan masing-masing gaya dan tambahkan pekerjaan ini, dengan memperhatikan tanda-tandanya.
2. Temukan resultan dari semua gaya yang diterapkan pada benda dan hitung kerja dari resultan tersebut.
Kedua metode mengarah pada hasil yang sama. Untuk memverifikasi ini, kembali ke tugas sebelumnya dan jawab pertanyaan tugas 2.
2. Apa yang sama dengan:
a) jumlah usaha semua gaya yang bekerja pada balok?
b) resultan semua gaya yang bekerja pada batang?
c. kerja resultan? Dalam kasus umum (ketika gaya f_vec diarahkan pada sudut sembarang terhadap perpindahan s_vec), definisi kerja gaya adalah sebagai berikut.
Usaha A dari gaya konstan sama dengan hasil kali modulus gaya F dikali modulus perpindahan s dan kosinus sudut antara arah gaya dan arah perpindahan:
A = Fs cos (4)
3. Tunjukkan bahwa definisi umum pekerjaan mengarah pada kesimpulan yang ditunjukkan pada diagram berikut. Rumuskan secara lisan dan tuliskan di buku catatan Anda.
4. Sebuah gaya diterapkan pada batang di atas meja, modulnya adalah 10 N. Berapa sudut antara gaya ini dan gerakan batang, jika ketika batang bergerak 60 cm melintasi meja, gaya ini melakukan usaha: a) 3 J; b) –3 J; c) –3 J; d) -6 J? Membuat gambar penjelasan.
2. Kerja gravitasi
Biarkan sebuah benda bermassa m bergerak vertikal dari ketinggian awal h n ke ketinggian akhir h k.
Jika benda bergerak ke bawah (h n > h k, Gambar 28.2, a), arah gerakan bertepatan dengan arah gravitasi, sehingga kerja gravitasi adalah positif. Jika benda bergerak ke atas (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.
Dalam kedua kasus, pekerjaan yang dilakukan oleh gravitasi
A \u003d mg (h n - h k). (lima)
Sekarang mari kita cari kerja yang dilakukan oleh gravitasi ketika bergerak dengan sudut terhadap vertikal.
5. Sebuah balok kecil bermassa m meluncur pada bidang miring dengan panjang s dan tinggi h (Gbr. 28.3). Bidang miring membentuk sudut dengan vertikal.
a) Berapa sudut antara arah gravitasi dan arah gerakan batang? Buatlah gambar penjelasan.
b) Nyatakan kerja gravitasi dalam m, g, s, .
c) Nyatakan s dalam bentuk h dan .
d) Nyatakan kerja gravitasi dalam m, g, h.
e) Berapa kerja gravitasi ketika batang bergerak ke atas sepanjang bidang yang sama?
Setelah menyelesaikan tugas ini, Anda memastikan bahwa kerja gravitasi dinyatakan dengan rumus (5) bahkan ketika benda bergerak pada sudut vertikal - baik ke atas maupun ke bawah.
Tetapi kemudian rumus (5) untuk kerja gravitasi berlaku ketika benda bergerak sepanjang lintasan apa pun, karena lintasan apa pun (Gbr. 28.4, a) dapat direpresentasikan sebagai kumpulan "bidang miring" kecil (Gbr. 28.4, b) . 
Lewat sini,
kerja gravitasi selama gerakan tetapi setiap lintasan dinyatakan dengan rumus
A t \u003d mg (h n - h k),
di mana h n - ketinggian awal tubuh, h ke - ketinggian akhirnya.
Kerja gravitasi tidak bergantung pada bentuk lintasan.
Misalnya, kerja gravitasi ketika memindahkan benda dari titik A ke titik B (Gbr. 28.5) sepanjang lintasan 1, 2 atau 3 adalah sama. Dari sini, khususnya, dapat disimpulkan bahwa kerja gravitasi ketika bergerak di sepanjang lintasan tertutup (ketika benda kembali ke titik awal) sama dengan nol. 
6. Sebuah bola bermassa m, tergantung pada seutas benang dengan panjang l, dibelokkan sebesar 90º, menjaga agar benang tetap kencang, dan dilepaskan tanpa dorongan.
a) Berapa kerja gravitasi selama waktu selama bola bergerak ke posisi setimbang (Gbr. 28.6)?
b) Berapakah usaha gaya elastik benang dalam waktu yang bersamaan?
c) Berapa usaha gaya resultan yang diterapkan pada bola dalam waktu yang bersamaan?
3. Kerja gaya elastisitas
Ketika pegas kembali ke keadaan tidak berubah bentuk, gaya elastis selalu melakukan kerja positif: arahnya bertepatan dengan arah gerakan (Gbr. 28.7). 
Temukan pekerjaan gaya elastis.
Modulus gaya ini terkait dengan modulus deformasi x dengan hubungan (lihat 15)
Pekerjaan gaya seperti itu dapat ditemukan secara grafis.
Perhatikan terlebih dahulu bahwa pekerjaan gaya konstan secara numerik sama dengan luas persegi panjang di bawah grafik gaya versus perpindahan (Gbr. 28.8). 
Gambar 28.9 menunjukkan plot F(x) untuk gaya elastis. Mari kita secara mental membagi seluruh perpindahan tubuh ke dalam interval kecil sedemikian rupa sehingga gaya pada masing-masingnya dapat dianggap konstan. 
Kemudian pekerjaan pada masing-masing interval ini secara numerik sama dengan luas gambar di bawah bagian grafik yang sesuai. Semua pekerjaan sama dengan jumlah pekerjaan di area ini.
Akibatnya, dalam hal ini, pekerjaan juga secara numerik sama dengan luas gambar di bawah grafik ketergantungan F(x). 
7. Dengan menggunakan Gambar 28.10, buktikan bahwa
kerja gaya elastis ketika pegas kembali ke keadaan tidak berubah bentuk dinyatakan dengan rumus
A = (kx 2)/2. (7)
8. Dengan menggunakan grafik pada Gambar 28.11, buktikan bahwa ketika deformasi pegas berubah dari x n ke x k, kerja gaya elastis dinyatakan dengan rumus
Dari rumus (8) kita melihat bahwa kerja gaya elastis hanya bergantung pada deformasi awal dan akhir pegas. Oleh karena itu, jika benda dideformasi terlebih dahulu, dan kemudian kembali ke keadaan semula, maka kerja elastis kekuatan adalah nol. Ingatlah bahwa pekerjaan gravitasi memiliki sifat yang sama.
9. Pada saat awal, tegangan pegas dengan kekakuan 400 N / m adalah 3 cm, pegas diregangkan lagi 2 cm.
a) Berapa deformasi akhir pegas?
b. Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya elastis pegas?
10. Pada saat awal pegas dengan kekakuan 200 N / m ditarik 2 cm, dan pada saat terakhir ditekan 1 cm. Berapa usaha gaya elastis pegas?
4. Kerja gaya gesekan
Biarkan tubuh meluncur pada penyangga tetap. Gaya gesek luncur yang bekerja pada benda selalu berlawanan arah dengan gerakan dan, oleh karena itu, kerja gaya gesek luncur adalah negatif untuk semua arah gerakan (Gbr. 28.12). 
Oleh karena itu, jika batang dipindahkan ke kanan, dan dengan pasak dengan jarak yang sama ke kiri, maka, meskipun kembali ke posisi semula, total kerja gaya gesekan geser tidak akan sama dengan nol. Ini adalah perbedaan paling penting antara pekerjaan gaya gesekan geser dan pekerjaan gaya gravitasi dan gaya elastisitas. Ingatlah bahwa kerja gaya-gaya ini ketika menggerakkan benda di sepanjang lintasan tertutup sama dengan nol.
11. Sebuah batang bermassa 1 kg digerakkan sepanjang meja sehingga lintasannya menjadi bujur sangkar dengan sisi 50 cm.
a) Apakah balok kembali ke titik awalnya?
b. Berapakah usaha total gaya gesekan yang bekerja pada batang tersebut? Koefisien gesekan antara batang dan meja adalah 0,3.
5. Kekuatan
Seringkali, tidak hanya pekerjaan yang dilakukan yang penting, tetapi juga kecepatan pekerjaan. Hal ini ditandai dengan kekuasaan.
Daya P adalah perbandingan usaha yang dilakukan A dengan selang waktu t selama usaha ini dilakukan:
(Kadang-kadang daya dalam mekanika dilambangkan dengan huruf N, dan dalam elektrodinamika dilambangkan dengan huruf P. Kami merasa lebih mudah menggunakan sebutan daya yang sama.)
Satuan daya adalah watt (dilambangkan: W), dinamai menurut penemu Inggris James Watt. Dari rumus (9) berikut bahwa
1 W = 1 J/s.
12. Berapa daya yang dikembangkan seseorang dengan mengangkat ember berisi air secara seragam dengan berat 10 kg ke ketinggian 1 m selama 2 s?
Seringkali lebih mudah untuk mengekspresikan kekuatan bukan dalam hal pekerjaan dan waktu, tetapi dalam hal kekuatan dan kecepatan.
Pertimbangkan kasus ketika gaya diarahkan sepanjang perpindahan. Maka usaha gaya A = Fs. Mengganti ekspresi ini ke dalam rumus (9) untuk kekuatan, kami memperoleh:
P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (10)
13. Sebuah mobil melaju di jalan mendatar dengan kecepatan 72 km/jam. Pada saat yang sama, mesinnya mengembangkan kekuatan 20 kW. Berapakah gaya hambatan terhadap pergerakan mobil tersebut?
Mengingatkan. Ketika sebuah mobil bergerak di sepanjang jalan horizontal dengan kecepatan konstan, gaya traksi sama dalam nilai absolut dengan gaya hambatan mobil.
14. Berapa lama waktu yang diperlukan untuk mengangkat balok beton seberat 4 ton sampai ketinggian 30 m secara merata, jika daya motor derek 20 kW, dan efisiensi motor derek 75%?
Mengingatkan. Efisiensi motor listrik sama dengan perbandingan kerja mengangkat beban dengan kerja mesin. 
Pertanyaan dan tugas tambahan
15. Sebuah bola bermassa 200 g dilemparkan dari balkon setinggi 10 dan membentuk sudut 45º terhadap cakrawala. Setelah mencapai ketinggian maksimum 15 m dalam penerbangan, bola jatuh ke tanah.
a) Berapa usaha yang dilakukan oleh gravitasi dalam mengangkat bola?
b. Berapa usaha yang dilakukan oleh gravitasi ketika bola diturunkan?
c) Berapa usaha yang dilakukan oleh gravitasi selama seluruh penerbangan bola?
d) Apakah ada data tambahan dalam kondisi tersebut?
16. Sebuah bola dengan berat 0,5 kg digantungkan pada sebuah pegas dengan kekakuan 250 N/m dan berada dalam kesetimbangan. Bola diangkat sehingga pegas menjadi tidak berubah bentuk dan dilepaskan tanpa dorongan.
a) Sampai ketinggian berapa bola diangkat?
b) Berapa usaha gravitasi selama waktu selama bola bergerak ke posisi setimbang?
c) Berapa usaha gaya elastis selama waktu selama bola bergerak ke posisi setimbang?
d) Berapakah usaha resultan semua gaya yang bekerja pada bola selama waktu selama bola bergerak ke posisi setimbang?
17. Kereta luncur seberat 10 kg meluncur menuruni gunung bersalju dengan sudut kemiringan = 30º tanpa kecepatan awal dan menempuh jarak tertentu sepanjang permukaan horizontal (Gbr. 28.13). Koefisien gesekan antara kereta luncur dan salju adalah 0,1. Panjang pangkal gunung l = 15 m. 
a) Berapa modulus gaya gesekan ketika kereta luncur bergerak pada permukaan horizontal?
b) Berapakah usaha gaya gesekan ketika kereta luncur bergerak sepanjang permukaan horizontal pada lintasan sejauh 20 m?
c) Berapa modulus gaya gesekan ketika kereta luncur bergerak ke atas gunung?
d) Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan selama penurunan kereta luncur?
e) Berapa usaha yang dilakukan oleh gravitasi selama penurunan kereta luncur?
f) Berapa usaha gaya resultan yang bekerja pada kereta luncur saat turun dari gunung?
18. Sebuah mobil berbobot 1 ton bergerak dengan kecepatan 50 km/jam. Mesin mengembangkan kekuatan 10 kW. Konsumsi bensin adalah 8 liter per 100 km. Massa jenis bensin adalah 750 kg/m3 dan kalor jenis pembakarannya adalah 45 MJ/kg. Berapa efisiensi mesin? Apakah ada data tambahan dalam kondisi tersebut?
Mengingatkan. Efisiensi mesin kalor sama dengan perbandingan kerja yang dilakukan oleh mesin dengan jumlah kalor yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar.