23.003

A felvételen megfigyelhető emelőerőnek láthatóan van munkavégzése.

a)  Ha nincs erő, akkor egyértelmű, hogy nem lesz munkavégzés. De milyen esetekben fordulhat elő, hogy van erő (más szóval egy "nem nulla" erővel van dolgunk), de ennek az erőnek mégsincs munkavégzése? Mindegyik típushoz írj 3‑3 konkrét példát is!

A)  Ha az erőhatásnak kitett (az erő által támadott) test nem mozdul el

  • Egy ember álló helyzetből gyalogolva elindul: a padló által az ember talpára kifejtett tapadási súrlódási erő által támadott talp nem mozdul el, emiatt ennek a tapadási erőnek nincs munkavégzése
  • Egy ember az úszómedence végén lévő függőleges falnak támasztott talppal vízszintes irányban elrugaszkodik: a fal által a talpára kifejtett nyomóerő a mozdulatlan talpára hat, emiatt ennek a nyomóerőnek nincsen munkavégzése
  • Egy megbokrosodott ló Ferrari logó módjára felugrik: a talaj a patájára függőlegesen felfelé irányuló nyomóerőt fejt ki, de mivel a patája nem mozdul el, ezért ennek a nyomóerőnek nincsen munkavégzése

Ezekben az esetekben a test mozgási energiáját nem a szóban forgó erő munkája növelte meg (hiszen nem volt munkája), hanem más erők növelték meg (konkrétan a rendszeren részei között érbredt belső erők).
 

B)  Ha az erővektor iránya és az erő által támadott test elmozdulásvektorának iránya merőleges egymásra

  • A Föld a körülötte keringő műholdakra gravitációs vonzóerőt fejt ki, azonban ha a műhold körpályán kering, akkor a gravitációs vonzóerő minden pillanatban merőleges a műhold elmozdulására (emiatt a gravitációs erő hiába hat a műholdra, nem fogja megváltoztatni annak mozgási energiáját, vagyis a sebessége nagysága állandó marad; a gravitációs erő csak a műhold sebességének irányát változtatja meg: elgörbíti a pályáját)
  • Lengőteke golyóját úgy mozzuk mozgásba (majd engedjük el), hogy egyenletes sebességgel vízszintes, kör alapú pályán körmozgást végez. A kötélerő vízszintes komponense ($K_x$) mindig a körpálya középpontja felé mutat, ezért mindig merőleges a golyó érintő irányú sebességére. Emiatt a $K_x$ erőnek nem lesz munkavégzése, nem növel és nem is csökkenti s keringő golyó sebességét (csak a légellenállás fogja csökkenteni)
  • Egy lovasiskolában lovat futtatnak körpályán. A kötélerő a körpálya középpontja felé mutat, ezért minden pillanatban merőleges a ló elmozdulására, sebességére (ami a kör érintője irányába mutat). Ezért a kötélerőnek nincs munkavégzése.