فیزیک دهم : کار نیروی وزن
در این مقاله به معرفی کار نیروی وزن می پردازیم ولی پیش از آن بایستی شناختی از مفهوم کار داشته باشیم.
همان طور که در مقاله ”مفهوم کار در فیزیک” بدان پرداخته ایم:
هرگاه به جسمی نیرویی وارد شود که منجر به جابجایی آن شود، کار صورت گرفته است.
با توجه به این تعریف در محاسبه کار، دو مولفه نیرو و جابجایی دخیل اند. از این رو فرمول محاسبه کار را می توان اینگونه نوشت:
در این فرمول:
کار را با حرف W ، نیرو را با حرف F و جابجایی را به حرف d نشان می دهند.
پس می توان فرمول کار را اینگونه نوشت:
کار نیروی وزن چیست؟
کار نیروی وزن به اثر وزن جسم در جابجایی آن در راستای قائم اشاره دارد.
در حقیقت وزن همان نیروی ماست که از حاصلضرب جرم جسم در شتاب جاذبه به دست می آید.
بنابراین فرمول کار نیروی وزن را می توان این گونه نوشت:
توجه کنید این فرمول زمانی صدق می کند که جابجایی جسم در جهت نیرو باشد. در غیر این صورت کار نیروی وزن در شرایطی که جابجایی و جهت وزن در دو سمت باشند، منفی خواهد بود .
مثلا اگر جعبه ای به جرم ۵ کیلوگرم تحت اثر نیروی وزن خود از یک بلندی به ارتفاع ۲ متر پایین بیفتد و به زمین برسد. نیروی وزن و جابجایی هم جهت با یکدیگر هستند و کار انجام شده توسط نیروی وزن برابر است با:
۱۰۰= ۲*(۱۰)۵ = W
مثلا اگر جعبه ای به جرم ۵ کیلوگرم را با نیروی ثابت F، تا ارتفاع ۲ متری از سطح زمین بالا ببریم، نیروی وزن و جابجایی خلاف جهت هم هستند و کار نیروی وزن برابر است با:
W= -5(10)* 2= – 100
در این مثال برای درک راحت تر، شتاب جاذبه زمین ۱۰ متر بر مجذور ثانیه در نظر گرفته شده است.