Kerja (fizik)

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari

Kerja mengikut takrifan Fizik ialah Tenaga yang bertindak melalui Daya sesuatu objek bergerak. Kerja adalah kuantiti Skalar tetapi ia boleh jadi positif mahupun negatif.

Takrif[sunting | sunting sumber]

Kerja secara matematiknya adalah pengamiran Daya di atas jarak tertentu.

W = \int_{C} \vec F \cdot \vec{ds} \,\!

dimana

C adalah Sesaran objek;
 \vec F adalah Daya yang bertindak;
\vec s adalah Kedudukan objek.

Unit[sunting | sunting sumber]

Unit SI bagi Kerja ialah Nm atau Joule,singkatan: J. Walaubagaimanapun, unit Joule sering digunakan berbanding Nm kerana ia dikhususkan untuk Tork.

Formula[sunting | sunting sumber]

Bila suatu Daya bertindak pada arah yang berbeza dengan arah Sesaran, maka Kerja hanya dilakukan oleh komponen Daya yang mempunyai arah yang sama dengan Sesaran. Maka

W = |\mathbf{F}| |s| \cos\phi \,\!

Jika \vec F dan  \phi adalah malar, maka persamaan di atas merupakan satu 'dot product'. Maka

W = \vec F \cdot \vec s

Hasil Pembezaan , dimana Kerja dibezakan pada sesuatu Sesaran, adalah untuk mencari Kerja yang bertindak pada Sesaran itu. Maka

dW = \vec F \cdot \vec{ds} \,\!

Manakala hasil Pengamiran Daya pada Sesaran tertentu memberi Jumlah Kerja yang dilakukan oleh Daya pada Sesaran itu.

Kerja Dan Tenaga Mekanikal[sunting | sunting sumber]

Definisi Kerja dalam Mekanik ialah perubahan tenaga kinetik, iaitu

 W = 1/2m{v_f^2} - 1/2m{v_i^2}

Untuk rencana lanjutan, lihat tenaga kinetik

Kerja Dan Tenaga Keupayaan Kenyal[sunting | sunting sumber]

Jika sesuatu spring memenuhi Hukum Hooke, maka Daya kenyal spring itu ialah

 \vec F_x = k \vec x

Maka Kerja yang dilakukan oleh spring ini ialah

W = \int_{C} \vec F \cdot \vec{ds} = \int_{x_1}^{x_2} k \vec x  \vec{dx} =  \frac{1}{2}kx_2^2 - \frac{1}{2}kx_1^2\,\!

Kerja Oleh Tork[sunting | sunting sumber]

Kerja yang dilakukan oleh tork pula ialah kamiran tork

 W = \int_{\theta_1}^{\theta_2} \tau_z d\theta \,

maka, jika tork pemalar,

 W = \tau_z(\theta_2 - \theta_1) = \tau_z\Delta\theta \,

Dari persamaan diatas kerja seketika yang dilakukan ialah

 W = \tau_zd\theta = (I\alpha_z)d\theta = I\frac{d\omega_z}{dt}d\theta = I\frac{\theta}{dt}d\omega_z = I\omega_zd\omega_z \,

Maka jumlah kerja yang dilakukan ialah

 W_t = \int_{\omega_1}^{\omega_2} I\omega_z d\omega_z = \frac{1}{2} I\omega_2^2 - \frac{1}{2} I\omega_1^2 \,

Perubahan tenaga kinetik sudut adalah bersamaan dengan kerja yang dilakukan oleh tork.

Lihat Juga[sunting | sunting sumber]