Aixeques una pesa al gimnàs, empentes un trineu per la neu, puges a pols per una corda d'escalada. En els tres casos fas força i alguna cosa es mou. Però en física «treball» no significa el mateix que «esforç» o «cansament»: té una definició molt concreta, i de vegades et cansas moltíssim sense fer cap treball físic.
Empeny un carretó de la compra buit durant 5 metres i després empeny-lo carregat amb 40 kg la mateixa distància: tot i que el recorregut sigui idèntic, l'energia que has hagut de transferir-li no és la mateixa. Com mesurem amb una única magnitud quanta energia transfereix una força al llarg d'un desplaçament?
Practica★☆☆Sense començar
El treball es calcula com a $W = F \cdot d$, on $F$ és la força i $d$ el desplaçament en la direcció de la força. Empenys una caixa de mudança amb una força de…
El treball es calcula com a $W = F \cdot d$, on $F$ és la força i $d$ el desplaçament en la direcció de la força. Empenys una caixa de mudança amb una força de $20\ \text{N}$ i avança $5\ \text{m}$, com es mostra a la figura.
Quin treball has realitzat? Expressa'l en joules ($\text{J}$).
Indica quines de les expressions següents són unitats de treball i quines no, i explica per què: a) $\text{J}$ b) $\text{W}$ c) $\text{N}$ d) $\text{N} \cdot \text{m}$
Indica quines de les expressions següents són unitats de treball i quines no, i explica per què:
Un muntacàrregues aixeca un calaix de vaixella exercint una força de $500\ \text{N}$ fins a una alçada de $10\ \text{m}$. Calcula el treball realitzat pel muntacàrregues.
Un muntacàrregues aixeca un calaix de vaixella exercint una força de $500\ \text{N}$ fins a una alçada de $10\ \text{m}$. Calcula el treball realitzat pel muntacàrregues.
Esperant l'autobús sostens la motxilla, que pesa molt, quieta a la mateixa alçada durant $10\ \text{min}$. Estàs cansat, però has realitzat treball sobre la motxilla en…
Esperant l'autobús sostens la motxilla, que pesa molt, quieta a la mateixa alçada durant $10\ \text{min}$. Estàs cansat, però has realitzat treball sobre la motxilla en sentit físic? Explica quina condició no es compleix.
Empenys amb totes les teves forces la paret de l'aula durant un minut i, lògicament, no es mou. Després empenys un carret de la compra i avança $3\ \text{m}$. Observa…
Empenys amb totes les teves forces la paret de l'aula durant un minut i, lògicament, no es mou. Després empenys un carret de la compra i avança $3\ \text{m}$. Observa les dues situacions:
En quin dels dos casos has realitzat treball? Justifica-ho fent servir la definició de treball.
A l'aeroport portes la maleta de rodes agafant-la per la nansa: la teva mà fa força cap amunt, però la maleta avança en horitzontal, com es mostra a la figura. a)…
A l'aeroport portes la maleta de rodes agafant-la per la nansa: la teva mà fa força cap amunt, però la maleta avança en horitzontal, com es mostra a la figura.
a) Realitza treball la teva força sobre la maleta mentre camines? Raona la resposta pensant en la direcció de la força i la del desplaçament.
b) En quin moment del viatge sí que realitzes treball sobre la maleta? Posa'n un exemple.
Dues persones del mateix pes pugen tres pisos per les escales: les dues realitzen exactament el mateix treball contra la gravetat, però una puja passejant en dos minuts i l'altra corrent en quinze segons. Quina magnitud física mesura el ritme o la rapidesa amb què es transfereix aquesta energia?
Practica★☆☆Sense començar
El motor d'una persiana realitza un treball de $600\ \text{J}$ en $30\ \text{s}$. La potència es calcula com a $P = W/t$. Quina és la potència del motor? Expressa-la en…
El motor d'una persiana realitza un treball de $600\ \text{J}$ en $30\ \text{s}$. La potència es calcula com a $P = W/t$. Quina és la potència del motor? Expressa-la en watts ($\text{W}$).
Una bomba extreu aigua d'un pou i realitza un treball de $3600\ \text{J}$ en $3\ \text{min}$. a) Expressa el temps en segons. b) Calcula la potència de la bomba en watts.
Una bomba extreu aigua d'un pou i realitza un treball de $3600\ \text{J}$ en $3\ \text{min}$.
Comparar potències: qui és més ràpid fent el mateix treball
Practica★★☆Sense començar
La Ioana i el Leo pugen la mateixa bossa d'esport, que pesa $60\ \text{N}$, fins al segon pis, $4\ \text{m}$ més amunt. La Ioana triga $12\ \text{s}$ i el Leo,…
La Ioana i el Leo pugen la mateixa bossa d'esport, que pesa $60\ \text{N}$, fins al segon pis, $4\ \text{m}$ més amunt. La Ioana triga $12\ \text{s}$ i el Leo, $8\ \text{s}$.
a) Realitzen el mateix treball? Calcula'l.
b) Qui desenvolupa més potència? Calcula-la en ambdós casos.
La grua A realitza un treball de $6000\ \text{J}$ en $60\ \text{s}$; la grua B realitza $9000\ \text{J}$ en $180\ \text{s}$. Quina de les dues és més potent? Calcula la…
La grua A realitza un treball de $6000\ \text{J}$ en $60\ \text{s}$; la grua B realitza $9000\ \text{J}$ en $180\ \text{s}$. Quina de les dues és més potent? Calcula la potència de cadascuna i compara-les.
L'Andrés puja sacs de ciment de $250\ \text{N}$ a una bastida de $4\ \text{m}$ i la Berta puja sacs de $500\ \text{N}$ a una bastida de $2\ \text{m}$, com es mostra a la…
L'Andrés puja sacs de ciment de $250\ \text{N}$ a una bastida de $4\ \text{m}$ i la Berta puja sacs de $500\ \text{N}$ a una bastida de $2\ \text{m}$, com es mostra a la figura.
a) Qui realitza més treball per cada sac? Calcula'l.
b) L'Andrés triga $25\ \text{s}$ per sac i la Berta, $10\ \text{s}$. Qui desenvolupa més potència? Calcula-la.
c) Explica la diferència entre fer més treball i ser més potent utilitzant aquest exemple.
Torna al principi: Si et quedes quiet sostenint una pesa en alt, les teves fibres musculars consumeixen energia metabòlica i t'esgotes, però sobre la pesa el treball físic és exactament zero perquè no existeix desplaçament ($d = 0$).
Resum
A practicar! 8 exercicis de nivell mitjà en aquest apartat