Minule jsme si řekli, kdy něco je a kdy to není fyzikální práce. Definice to byla poměrně omezená. Dalo by se vlastně říci, že jediné, co budeme řešit, je tahání “krabice”.

To ale není tak špatné. Tahání nějaké věci je důležitá činnost. Vlastně je to velká část veškeré práce, kterou za nás stroje dělají. Tedy pokud pomineme vývoj posledních let a co zadáváme dělat za činnosti našim budoucím pánům, naprosto nepsychopatickým a nevinným AI agentům.

Aby se fyzikové nějak ve svých výpočtech pro parní stroje, motory a všeobecná hýbací udělátka nějak odpíchli, potřebovali OHODNOTIT NÁROČNOST ČINNOSTI. Budu víc mrtvý, když budu hodinu natírat plot, nebo když budu deset minut stěhovat skříně?

Základní výpočet si vymysleli jednoduše a opírá se o onu představu: táhneme krabici. Tedy i vy si představte, že vám dám příkaz.

Hned to to tam odtáhni!

Na co byste se mě chtěli zeptat, abyste byli schopni odhadnout, jak moc hrozná to bude práce?

Chvíli přemýšlejte a řekněte své nápady nahlas.

Myšlenka 1

Jak daleko to budu muset táhnout?!!!

Ano, to bude mít asi slušný vliv, jestli to máte odtáhnout na chodbu nebo z Prahy do Brna.

Myšlenka 2

Jak je to těžké?

Myšlenka 3

Jak je to velké a jak je to zabalené?

Myšlenka 4

Jak to potáhnu? V ruce? Na vozíčku?

Shrnutí

Když si promyslíte myšlenky 2 – 4, zjistíte, že se nakonec všechny projeví společně v tom, jak moc velkou silou musíte tlačit/táhnout. Zůstanou nám tedy jen dvě důležité informace. Jak daleko a jak silně.

Vzorec

$$W=F\cdot s$$

Kde F je síla v N a s je dráha v m.

Teď nastává čas vyndat kalkulačky a zkusit si spočítat elementární příklad.

Vypočítejte práci pro přesun krabice!

Jednotka

Vyšlo vám to? Vynikající! Ale v čem? Jaká je jednotka? To jsme si zatím neřekli.

Tu jednotku znáte. Jen nevíte, že je to jednotka práce. Jak se dobíjíme mi lidé, abychom mohli konat fyzikální práci? Spánek říkáte? To je jen restart tkání. To nás nedobíjí. Nás dobíjí JÍDLO!!!!

Když si koupíte čokotyčinku, tak na ní najdete napsanou její energetickou hodnotu.

Jaká je tedy jednotka?

kcal = kilokalorie a jde o dietetickou/lékařskou jednotku

kJ = kilojoul je chemicko/fyzikální, ale není to základní jednotka. To kilo nám to kazí.

Příklady

Průchod bazénkem

Jaká je minimální práce potřebná pro průchod balónkovým bazénkem, pokud nás brzdí síla F₁?

Jak jste si mohli všimnout, nezadal jsem žádná čísla. Délku bazénku bych asi vymyslel, ale jak velkou silou vás brzdí míčky, je těžší otázka. Já to přesně nevím. To je ten problém s výpočtem práce. Samotný výpočet je jednoduchý, ale musíte znát sílu.

Jakou silou brzdí vzduch letící dron? Jak silně je bržděno jedoucí auto? Jakou silou musíte tlačit skříň nějaké hmotnosti taženou na vozíčku na kolečkách dané velikosti? Všechno to jde spočítat, ale komplikovaně a s fyzikou, která se neučí na základní škole. Proto vás prozatím nechám si vymyslet délku bazénku a sílu, jakou chcete.

To je síla, kterou jsme bržděni. Jakou silou máme počítat, že tlačíme my? Dvojnásobek? O 10 N více? O 1 N víc? O 0,0002 N víc? Všechny tyto varianty by nás posouvaly vpřed, ale po většinu doby by to byl overkill a my bychom jen neustále zrychlovali vpřed. Stačí nám vzít si jen onu hraniční hodnotu síly, tedy přesně:

F: —

Vypočítejte a ověřte si výsledek.

Plavání v bazénu

Kolik práce je potřeba pro přeplavání 10 bazénů, pokud budu za jeden bazén brát jednu cestu na druhou stranu (viz obrázek).

Velikost brzdné síly bude řekněme: F₁ = 300 N

Jaký bude správný výsledek?

Rekonstrukce domu

Rekonstrukce domu a střechy si vyžaduje vytáhnutí nákladu stavebního materiálu do podkroví.

Jak velkou práci budeme muset vykonat?

Nejdříve zkuste příklad vyřešit sami a pak si postupně rozklikněte nápovědy.