"Work" a une signification particulière en physique, tel que discuté dans Halliday et Resnick est «Fundamentals of Physics." Il est le produit de la distance d'un corps se déplace et la force dans la direction du mouvement qui a provoqué ce mouvement. Ou plus imprécise, le travail est temps de force à distance. Donc, si vous êtes titulaire d'un arrêt de livre dans l'air, vous ne faites pas le travail sur le livre, si vous vous êtes clairement brûler d'énergie pour maintenir la tension musculaire. Si vous êtes en tirant un traîneau, la force que vous exercez peut avoir une certaine composante vers le haut, mais cela ne compte pas vers le travail que vous faites sur le traîneau. Pour calculer la composante de la tangente de la force à la direction du mouvement, vous souhaitez effectuer ce qu'on appelle le «produit scalaire», qui est une opération de vecteur qui est habituellement désigné par un point de niveau intermédiaire, mais qui sera désigné ici avec un période.
Instructions
1 Dessinez un schéma dans lequel la force et le vecteur de déplacement d'un corps est articulé.
Par exemple, supposons que vous êtes en tirant un traîneau avec une force F = 10 newtons (environ 2,2 livres) qui est à la gauche et vers le haut, à un angle de 30 degrés à l'horizontale. Puis vecteur de déplacement r les points de la luge à la gauche. Supposons également que le traîneau est de l'expérience de cette force F par un déplacement horizontal de 10 mètres et connaîtra pas de déplacement vertical, puisque le composant vers le haut ne sera pas suffisant pour soulever le traîneau du sol toute distance. Donc, le vecteur r a une direction vers la gauche et une amplitude de 10 mètres.
2 Prenez le produit scalaire des vecteurs F et r, en utilisant la propriété que pour des vecteurs a et b, leur produit scalaire est le produit de leurs grandeurs fois le cosinus de l'angle entre eux.
Donc, en continuant avec l'exemple ci-dessus, le produit scalaire est Fr = amplitude (F) x amplitude (r) x cos? = 10N x 10m x cos 30 = 100nm x? 3/2 = 86,60 Joules. (A newton-mètre est égal à un joule, l'unité SI pour l'énergie.)
3 Equate le résultat à l'étape 2 avec le travail dépensé sur le corps, l'arrondi au nombre approprié de chiffres significatifs.
Donc 86,60 joules est le travail dépensé sur le traîneau. Même si l'énergie supplémentaire a été dépensé pour appliquer une force verticale sur le traîneau et la luge ne bougeait pas verticalement, de sorte que l'énergie ne se traduit pas dans le travail réel sur le traîneau lui-même.
Conseils et avertissements
- Pour mieux comprendre intuitivement comment pousser sur un corps ne constitue pas un travail sur elle, envisager un piédestal qui supporte un vase, le buste ou le toit. Le piédestal travaille à opposer à la gravité, mais le buste subit pas de travail là-dessus parce que la force gravitationnelle et la force de piédestal annulent.
- Compte des variations de vecteurs F ou r en intégrant le produit scalaire comme une ligne intégrale, F.dr?, En utilisant le calcul vectoriel. Ici, dr est un vecteur différentiel. Comment remplacer le point avec une fonction cosinus et remplacer le dr avec dx ou dy afin de mener à bien l'intégration dépendra de la situation physique mesurée.