Le travail mécanique

Ouf. C'était un travail difficile. Tu trouves ? Et moi alors ? J'ai deux bottes à chaque fois, beaucoup plus de travail.

Ouais. Mais je lève deux fois plus haut. Au total, j'ai probablement travaillé plus que toi. Ouais d'accord. Le travail est un terme que nous utilisons dans le langage de tous les jours qui peut signifier beaucoup de choses différentes.

Il y a plusieurs façons de travailler. Un policier surveillant un criminel dans sa cachette, un représentant de commerce passant un appel, un médecin notant sur la fiche du patient. Mais quand on parle de travail en physique, ça a sa propre signification. Quand Maria et Lena se disputent sur celle qui a le plus travaillé, leur raisonnement semble assez proche du terme physique. Aidons-les à résoudre ça.

Pour effectuer un travail, tu dois appliquer une force à certains objets pour que la force les fasse bouger. Maria et Lena sont en train de soulever des bottes de foin en utilisant leur force musculaire. Cette force est assez puissante pour vaincre la gravité et soulever les bottes de foins. La force provoque le mouvement. Maria et Lena font un travail au sens physique.

Qui travaille le plus ? La quantité de travail est calculée par la force multipliée par le déplacement. Travail = force x déplacement. Nous pouvons l'écrire comme ça W = F x S Travail = force x déplacement. Force.

C'est la masse de la botte de foin multipliée par la gravité de la terre. 15 kg x 9,8 N/kg arrondi à 150. La force requise pour soulever une botte de foin est de 150 newton. Maria soulève avec une force de 150 newton et Lena soulève avec deux fois plus de force - 300 newton. Maintenant le déplacement.

Lena a levé sa charge de 300 newton à 3 mètres de hauteur. Maria a levé sa charge de 150 newton à 6 mètres de hauteur. Le travail de Lena est de 300 N x 3 m = 900 Nm Le travail de Maria est de 150 N x 6 m. donc 900 Nm. Et un newton mètre est pareil à 1 joule.

Pour chaque montée qu'elles font, elles effectuent la même quantité de travail. Tant de travail qu'il est temps de faire une pause. Lena a un plateau qu'elle tient toujours 1 mètre au dessus du sol. C'est assez lourd. Mais travaille-t-elle ?

En soulevant, Lena s'oppose à la gravité donc elle exerce une force vers le haut sur le plateau. Mais le plateau ne monte pas, donc Lena ne travaille pas. Et maintenant ? Quelle force exerce Lena sur le plateau ? Quand Lena marche à un rythme régulier il n'y a presque pas de force à utiliser pour faire avancer le plateau.

Mais la force pour lever le plateau est dirigée vers le haut et le travail est seulement fait par la force qui provoque le déplacement. La force pour soulever ne provoque pas le déplacement. La force requise pour faire avancer le plateau est proche de 0. La résistance de l'air est si faible que nous pouvons l'ignorer. Donc, à un rythme régulier et à même hauteur, aucun travail n'est fait sur le plateau.

Et ça alors ? est-ce du travail ? Oui, Pousser le banc sur le gravier nécessite de la force pour pour vaincre la friction. Maria applique une force sur le banc qui le fait se déplacer dans la direction de la force. Disons qu'il faut une force de 200 newton pour déplacer le banc et que Maria l'avance de 2 mètres, elle a alors réalisé un travail de 200 x 2, 400 Newton mètre ou 400 joules.

Le travail est mesuré en joules exactement comme l'énergie, parce que si tu y penses, le travail est l'énergie créée par une force, et l'énergie est la capacité à faire du travail. Confus ? Ne t'inquiète pas. Même si tu maîtrises les mathématiques, c'est difficile de vraiment comprendre qu'est-ce que l'énergie et le travail.