Rad sile teže i proste mašine — zašto koristimo rampu?
Rad sile teže A = m·g·h, pozitivan i negativan rad, i proste mašine koje menjaju potrebnu silu (poluga, kotur, strma ravan), ali ne i ukupan rad.
Video
Pojmovi
- Rad sile teže
- Kada telo mase $m$ promeni visinu za $h$, sila teže deluje na putu $h$ i izvrši rad $A = m \cdot g \cdot h$. Isti toliki rad moramo i mi izvršiti da bismo telo podigli na visinu $h$.
- Podizanje i spuštanje
- Pri spuštanju tela sila teže deluje u smeru kretanja i vrši pozitivan rad. Pri podizanju deluje suprotno kretanju i vrši negativan rad, dok mi vršimo pozitivan rad protiv nje.
- Pozitivan, negativan, nula
- Rad sile je pozitivan ako sila pomaže kretanje, negativan ako mu se suprotstavlja, a nula ako je sila normalna na pravac kretanja.
- Proste mašine
- Proste mašine su jednostavna oruđa koja menjaju intenzitet, pravac, smer ili napadnu tačku sile potrebne za rad. To su poluga, kotur i koturača, strma ravan i hidraulična presa.
- Strma ravan
- Uz strmu ravan (rampu) telo se podiže manjom silom nego vertikalno — treba savladati samo deo sile teže duž ravni. Zato manjom silom guramo kofer uz rampu nego što bismo ga dizali uvis.
- Kotur i koturača
- Kotur je disk koji rotira oko ose; preko njega prelazi uže. Nepokretan kotur menja smer sile (vučeš naniže, teret ide naviše), a sistem koturova (koturača) smanjuje potrebnu silu.
- Zlatno pravilo mehanike
- Proste mašine menjaju potrebnu silu, ali ne i ukupan rad. Ono što dobiješ u sili, izgubiš u putu: manja sila znači duži put, pa je rad isti kao da si teret digao pravo.
Formule
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $A$ | rad (pri promeni visine) | J |
| $m$ | masa tela | kg |
| $g$ | ubrzanje Zemljine teže ≈ 10 | m/s² |
| $h$ | promena visine | m |
Toliki rad vrši sila teže pri spuštanju, i toliki rad mi vršimo pri podizanju na visinu h.
Pitanja
Pitanje 1 od 10
1. Čemu je jednak rad sile teže pri promeni visine h?
2. Kada sila teže vrši pozitivan rad?
3. Koliki rad mi izvršimo pri podizanju tela mase m na visinu h?
4. Kada je rad sile nula?
5. Šta su proste mašine?
6. Koja NIJE prosta mašina?
7. Zašto uz rampu (strmu ravan) treba manja sila?
8. Šta menja nepokretan kotur?
9. Zlatno pravilo mehanike kaže:
10. Da li prosta mašina smanjuje ukupan izvršen rad?
Rešeni zadaci
Koliki rad izvršiš podižući teret mase 10 kg na visinu 3 m? Uzmi g = 10 m/s².
-
$A = m \cdot g \cdot h = 10\ \mathrm{kg} \cdot 10\ \mathrm{m/s^2} \cdot 3\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{J}$Rad protiv sile teže.
Teret mase 5 kg spusti se za 4 m. Koliki rad izvrši sila teže? (g = 10 m/s²)
-
$A = m \cdot g \cdot h = 5\ \mathrm{kg} \cdot 10\ \mathrm{m/s^2} \cdot 4\ \mathrm{m} = 200\ \mathrm{J}$Pri spuštanju sila teže vrši pozitivan rad.
Koferom teškim 200 N uz rampu dugu 5 m, umesto dizanja na visinu 2 m. Zašto je rad isti?
-
Rad pravo: $A = Q \cdot h = 200\ \mathrm{N} \cdot 2\ \mathrm{m} = 400\ \mathrm{J}$Dizanje na visinu 2 m.
-
Uz rampu: manja sila na dužem putu daje isti rad (400 J).Zlatno pravilo mehanike.
Test
Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.
Koliki rad izvršiš podižući teret mase 11 kg na visinu 8 m? Uzmi g = 10 m/s².
Telo mase 8 kg spusti se za 2 m. Koliki rad izvrši sila teže? Uzmi g = 10 m/s².
Koliki rad treba da podigneš teret mase 20 kg na visinu 3 m? Uzmi g = 10 m/s².
Zašto uz rampu podižeš teret manjom silom nego vertikalno?
Da li prosta mašina smanjuje ukupan izvršen rad?
Bravo, čas je završen!
Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.
Napravi besplatan nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 23. Rad sile trenja — kuda nestane energija kada kočiš?