Mechanická práca

Mechanická práca je dej, kedy sila pôsobiaca na teleso posúva týmto telesom po určitej dráhe. Zároveň je mechanická práca fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje množstvo práce ako súčin zložky sily v smere pohybu a dráhy.

Pri mechanickom deji v izolovanej sústave vyjadruje mechanická práca predávanie mechanickej energie medzi telesami. Teleso, ktoré vykonáva prácu, stráca mechanickú energiu, teleso, na ktoré je vykonávaná práca, mechanickú energiu získava. Mechanická práca ako veličina udává veľkosť tejto predanej energie.

Symbol veličiny a jednotky

Symbol veličiny: W (angl. work)

Základná jednotka: joule, značka jednotky: J

Ďalšie jednotky:

• $KJ = (10^3 J ) \,$ Kilojoule
• $MJ = (10^6 J ) \,$ Megajoule
• $GJ = (10^9 J ) \,$ Gigajoule

Výpočet mechanickej práce

Mechanická práca

$W=F\cdot s$

kde

• $F \,$ je zložka sily v smere pohybu v (N)
• $s \,$ je dráha v (m)

V prípade, že je známy uhol $\alpha$, ktorý zviera smerový vektor pohybu a vektor sily, potom možno prácu vypočítať podľa vzorca

$W=F\cdot s\cdot\cos\alpha$

Sila je však vektorová fyzikálna veličina. Predchádzajúce prípady sú špeciálne pre jednorozmerný prípad. Nech $\mathbf{F}$ je vektor sily a $\mathbf{s}$ je smerový vektor pohybu. Potom práca, ktorá je vykonaná sa vypočíta ako skalárny súčin týchto vektorov, t. j.

$W=\mathbf{F}\cdot\mathbf{s}$

Ak prácu počítame po dráhe, ktorou je krivka $C$, potom platí

$W=\int_{C}\mathbf{F}\cdot\mathrm{d}\mathbf{s}$

Prípady na ktoré sa mechanická práca nevzťahuje

Mechanická práca sa nekoná v prípadoch, že:

• teleso sa pohybuje, ale žiadna sila naň nepôsobí (podľa 1. Newtonovho pohybového zákona pri rovnomernom priamočiarom pohybe)
• na teleso pôsobí sila, ale teleso je v kľude (iná sila vyrovnáva pôsobiacu silu)
• sila, ktorá na teleso pôsobí, je kolmá na smer pohybu (napr. dostredivá sila pri rovnomernom pohybe po kružnici nekoná prácu).

V prípade, že na teleso pôsobí sila, ale teleso sa pohybuje rovnomerne priamočiaro, pretože sila je vyrovnaná napr. silou trenia, sa mechanická práca konať môže, ale nemusí - mechanická energia sa môže meniť napr. na tepelnú energiu (vnútornú energiu) telesa.

Práca vykonaná za jednotku času sa nazýva výkon.

Pozri aj

• Mechanika