Kalkulator pracy

Kalkulator pracy pomoże nam obliczyć pracę w polu grawitacyjnym, przy przemieszczaniu, ale także i wartość mocy.

Opis działania kalkulatora pracy

Kalkulator składa się z 3 części: praca w polu grawitacyjnym, praca przy przemieszczaniu, moc.

a) praca w polu grawitacyjnym:
użytkownik podaje masę podnoszonego ciała \(m\) [kg], oraz różnicę wysokości między położeniem początkowym a końcowym \(H\) [m]. Kalkulator oblicza pracę wykonaną przy podnoszeniu ciała \(W_1\). Wiedza o wartościach/rozkładzie potencjału w polu grawitacyjnym pozwala obliczyć, jaka praca jest konieczna do przeniesienia ciała o konkretnej masie z punktu do punktu.

b) praca przy przemieszczaniu:
użytkownik podaje siłę \(F\) [N] jakiej użył do przemieszczenia ciała, wartość przemieszczenia \(s\) [m] oraz kąt między siłą a przemieszczeniem \(\alpha\) - domyślnie zero. Kalkulator oblicza pracę wykonaną przy przemieszczaniu ciała \(W_2\). Analogicznie do pracy w polu grawitacyjnym w przypadku pracy przy przemieszczaniu, obliczymy, jaka praca jest konieczna do przemieszczenia danego ciała na daną odległość.

c) moc:
ta część składa się z dwóch pól wejściowych: praca \(W\) [J] oraz czas \(t\) [s], a także pola wynikowego moc średnia \(P\) [W]. Po podaniu obu wartości, uzupełnia się pole wynikowe. Moc daje nam obraz tego, jaka jest szybkość wykonywanej pracy – ile pracy zostało wykonane w konkretnej jednostce czasowej.

Czym jest praca?

Praca jest skalarną wielkością fizyczną odnoszącą się do ilości energii przekazywanej między układami w przeróżnych procesach, najczęściej mechanicznych, elektrycznych oraz termodynamicznych. Obrazowo można by powiedzieć, że pracę „wykonuje” w sensie fizycznym siła, której działania przynoszą jakiś skutek – zmianę położenia jakiegoś ciała, jego ruchu, zmianę prędkości, a nawet odkształcenie. Na wartość pracy wpływa wyłącznie ta składowa siły, która jest równoległa do przemieszczenia. Pracę oznacza się dużą literą W (od angielskiego „Work”). Określa się ją w jednostkach zwanych dżulami – ich symbol to duża litera J, pochodząca od nazwiska brytyjskiego fizyka Jamesa Prescotta Joule'a (wiele odkryć dokonał będąc fizykiem-amatorem, naukę w szkole rozpoczął dopiero w wieku 15 lat). Praca ma wartość 1 J, jeśli siła o wartości 1 N (niuton) skierowana równolegle do toru ruchu jest w stanie przenieść je na odległość 1 metra. Dla większych wartości w użyciu są inne jednostki, zwane kilodżulami (kJ) lub megadżulami (MJ). Wyliczenia związane z pracą są oczywiście podstawą wielu zagadnień technologicznych, przede wszystkim konstrukcyjnych.