معرفی چند نیرو و کار آنها

انواع نیرو ها:

1) نیروی محرک: F

2) نیروی وزن: W

3) نیروی عمودی تکیه گاه: \({F_N}\)

4) نیروی اصطکاک:

اصطکاک ایستایی \({f_s}\)

اصطکاک جنبشی \({f_k}\)

1) نیروی محرک:

نیرو هایی که باعث حرکت یک جسم می شوند. نیروی محرک نام دارد.

2) نیروی وزن:

نیروی گرانشی که زمین به جسم وارد می کند، نیروی وزن جسم نام دارد.

3) نیروی عمودی تکیه گاه:

نیروی قائمی که از طرف تکیه گاه بر جسم اثر می کند.

4) نیروی اصطکاک:

نیرویی در سطح تماس دو جسم، که با حرکت جسم نسبت به جسم دیگر مخالفت می کند که به آن نیروی اصطکاک می گوییم.

نیروی اصطکاک در خلاف جهت حرکت نسبی اثر می کند که:

موازی با سطح

عمود بر نیروی قائم N است.

انواع نیروی اطکاک:

1. نیروی اصطکاک ایستایی: به اصطکاک جسم در حال سکون می گویند.
2. نیروی اصطکاک جنبشی: به اصطکاک جسم در حال حرکت می گویند.

کار نیرو های مختلف

1) کار نیروی محرک (نیروی موتوری)

2) کار نیروی وزن

الف) در جا به جایی افقی

ب) در جا به جایی قائم

3) کار نیروی عمودی تکیه گاه

الف) در جا به جایی افقی

ب) در جا به جایی قائم

4) کار نیروی اصطکاک

الف) ایستایی

ب) جنبشی

1) کار نیروی محرک (نیروی موتوری)

اگر نیروی جلوران با راستای جا به جایی موازی باشد، کار نیروی جلوران ماکزیمم است.

\(\begin{array}{l}{W_F} = F \times d \times \cos {0^0}\\{W_F} = F \times d \times 1\\{W_F} = Fd\end{array}\)

2) کار نیروی وزن

الف) در جا به جایی افقی:

چون نیروی وزن بر راستای جا به جایی عمود می باشد، کار نیروی وزن صفر است.

\(\begin{array}{l}{W_{mg}} = mg \times d \times \cos \alpha \\{W_{mg}} = mg \times d \times \cos {90^0}\\ \to \cos {90^0} = 0 \to {W_{mg}} = 0j\end{array}\)

2) کار نیروی وزن

ب) در جا به جایی قائم (به سمت بالا):

چون در راستای نیروی وزن با جا به جایی در خلاف جهت هم هستند، پس \(\alpha = {180^0}\) می باشد و کار نیروی وزن در این جا به جایی از رابطه زیر محاسبه می شود:

\(\begin{array}{l}{W_{mg}} = mg \times d \times \cos \alpha \\{W_{mg}} = mg \times d \times \cos {180^0}\\ \to \cos {180^0} = - 1 \to {W_{mg}} = - mg \times h\end{array}\)

2) کار نیروی وزن

ج) در جا به جایی قائم (به سمت پایین):

\(\begin{array}{l}{W_{mg}} = mg \times d \times \cos \alpha \\{W_{mg}} = mg \times d \times \cos {0^0}\\ \to \cos {0^0} = 1 \to {W_{mg}} = mgh\end{array}\)

3) کار نیروی عمودی تکیه گاه

الف) در جا به جایی افقی

چون نیروی عمودی تکیه گاه N همیشه عمود بر سطح است، بنابراین زاویه آن با جا به جایی روی هر سطحی برابر \({90^0}\) است، در نتیجه کار نیروی عمودی تکیه گاه \({W_N}\) برابر صفر می باشد.

\(\begin{array}{l}{W_N} = {F_N} \times d \times \cos \alpha \\{W_N} = {F_N} \times d \times \cos {90^0}\\ \to \cos {90^0} = 0 \to {W_N} = 0\end{array}\)

3) کار نیروی عمودی تکیه گاه

ب) در جا به جایی قائم (به سمت بالا)

چون زاویه ی نیروی عمودی تکیه گاه با جا به جایی \({0^0}\) است، در نتیجه کار نیروی عمودی تکیه گاه \({W_N}\) مثبت می باشد.

مانند حرکت آسانسور یا حرکت بالون

\(\begin{array}{l}{W_N} = {F_N} \times d \times \cos \alpha \\{W_N} = {F_N} \times d \times \cos {0^0}\\ \to \cos {0^0} = 1 \to {W_N} = {F_N}d\end{array}\)

3) کار نیروی عمودی تکیه گاه

ج) در جا به جایی قائم (به سمت پایین)

چون زاویه نیروی عمودی تکیه گاه با جا به جایی \({180^0}\) است، در نتیجه کار نیروی عمودی تکیه گاه \({W_N}\) منفی می باشد.

\(\begin{array}{l}{W_N} = {F_N} \times d \times \cos \alpha \\{W_N} = {F_N} \times d \times \cos {180^0}\\ \to \cos {180^0} = - 1 \to {W_N} = - {F_N}d\end{array}\)

4) کار نیروی اصطکاک

الف) ایستایی

در این حالت جسم ساکن می باشد، بنابراین کار نیروی اصطکاک ایستایی صفر است.

\(\begin{array}{l}{W_{{f_s}}} = {f_s} \times d \times \cos \alpha \\{W_{{f_s}}} = {f_s} \times d \times \cos {180^0}\\ \to d = 0 \to {W_{{f_s}}} = 0j\end{array}\)

4) کار نیروی اصطکاک

ب) جنبشی

چون نیروی اصطکاک جنبشی همیشه در خلاف جهت حرکت است، پس زاویه \(\alpha \) برای هر سطحی برابر \({180^0}\) می باشد؛ در نتیجه کار آن همیشه منفی است.

\(\begin{array}{l}{W_f}_{_k} = {f_k} \times d \times \cos \alpha \\{W_f}_{_k} = {f_k} \times d \times \cos {180^0}\\ \to \cos {180^0} = - 1 \to {W_f}_{_k} = - {f_k}d\end{array}\)