Slovem práce v běžném životě označujeme činnost lidí a strojů. Mechanickou práci konáme, když např. tlačíme po podlaze bednu, táhneme vozík nebo zvedáme břemena.
K výpočtu mechanické práce.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Těleso koná mechanickou práci, jestliže působí silou na jiné těleso, které se působením této síly pohybuje po určité dráze.
Takto definovali práci v roce 1829 Jean Poncelet a Gustave Coriolis. Jestliže zvedáme baťoh na stůl, konáme práci. Jestliže ho jen držíme v ruce, pak mechanickou práci nekonáme. Překonáváme napětím svalů jeho tíhu, ale nepřemisťujeme ho. Mechanickou práci nekonáme ani tehdy, když baťoh neseme vodorovně. Dochází sice k přemísťování tělesa po určité trajektorii, ale nikoli k působení síly. Proč ale pociťujeme únavu? Je to tím, že při nesení baťoh při každém kroku trošku nadzvedneme a pak zase spustíme. A právě při tom nadzvednutí konáme práci. Obdobně je to i s držením baťohu. Naše svaly se nepatrně chvějí a přitom se koná nějaká práce, která nás vyčerpává. Práci nekonáme, jestliže síla působí kolmo ke směru pohybu.
K výpočtu mechanické práce.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Tuto skutečnost můžeme odvodit i z obecné situace. Jestliže svírá směr síly se směrem přímé trajektorie úhel α, pak vztah pro práci je obecnější
Sílu v tomto případě můžeme rozložit do dvou složek F1 a F2. Práci koná jen složka F1, rovnoběžná s trajektorií tělesa.
Mechanickou práci můžeme určit také z grafu. Jestliže zobrazíme závislost velikosti síly na dráze v pravoúhlých souřadnicích, kde vodorovnou osu vynášíme dráhu, na svislou osu velikost síly. Pokud síla není rovnoběžná s trajektorií, vynášíme na svislou osu velikost té složky síly, která je rovnoběžná s trajektorií. Práci pak vypočítáme jako obsah plochy pod křivkou.
Určení mechanické práce z grafu závislosti síly na dráze.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Jednotkou mechanické práce je joule (J). Jeden joule je poměrně malá jednotka. Je to práce, kterou vykoná síla jednoho newtonu působící po dráze jeden metr ve směru síly. Proto se v praxi častěji používají jednotky násobné kJ, MJ. Starší jednotkou je jeden erg (107 erg = 1 J). Práci jednoho ergu vykonáme, když zvedneme komára o jeden cm.
