ex 5
Un om cu masa de 80 kg ridică o bârnă cu masa de 20 kg şi lungimea de
4 m pe o scară înclinată la α =30° faţă de orizontală. Omul ridică bârna de
capătul aflat la baza scării, ca în figura alăturată, şi urcă pe scară pe o
distanţă egală cu lungimea bârnei, până când capătul opus al bârnei ajunge
la baza scării. Dacă se neglijează frecările, lucrul mecanic minim cheltuit de om în acest proces este:

Ex 5 Un Om Cu Masa De 80 Kg Ridică O Bârnă Cu Masa De 20 Kg Şi Lungimea De 4 M Pe O Scară Înclinată La Α 30 Faţă De Orizontală Omul Ridică Bârna De Capătul Afla class=

Răspuns :

B 1800J

Chiar de curand am făcut-o si eu, practic am adunat lucrul mecanic al greutatii omului cu lucrul mecanic al fortei cu care trage barna

Am aflat initial h din sin

Dupa Lf care este egal cu Lgt (Lgt l-am scos din descompunerea lui G, fiind plan înclinat)

Sper ca am ajutat si ca am facut corect la randul meu

Vezi imaginea Purricane

Masa om: m=80kg

Greutate om: G=m*g=80*10=800N

Masa birna: mo=20kg

Greutate birna: Go=mo*g=20*10=200N

Lungime birna: L=4m.

Unghiul scarii: alfa=30 grade

Lungimea scarii este si ea tot 4m, deoarece se spune ca atunci cind omul a ajuns sus, capatul de jos al birnei era la baza scarii.

Scara are unghiul alfa=30.

Fie h inaltimea scarii, adica diferenta de nivel dintre "sus: si "jos":

sin(alfa)=h/L, h=L*sin(alfa)=4*1/2=2m

Deci diferenta de nivel a scarii este h=2m.

Observatie importanta:

  • distanta pe verticala parcursa de centrul de greutate al omului este h=2m;
  • cind omul ajunge sus, birna este practic intinsa pe scara. Centrul de greutate al birnei, aflat la mijlocul ei, se gaseste la altitudinea h/2=1m. Prin urmare, centrul de greutate al birnei se deplaseaza de la 0m la 1m.

Lucrul mecanic este produsul dintre o forta (mai precis, componenta ei de pe directia deplasarii) si distanta parcurs.

In cazul particular al greutatii, care este mereu orientata in jos, lucrul mecanic este produsul dintre greutate si diferenta de nivel dintre cele doua puncte, de plecare si sosire, indiferent de drumul parcurs.

Lucrul mecanic al omului: L=G*h=800*2=1600J

Lucrul mecanic al birnei: Lo=Go*(h/2)=200*1=200J

Lucrul mecanic total efectual de om: L+Lo=1800J

Raspuns: B), 1800J