Vì sao robot đẩy khay theo đường gấp khúc không thể lấy một lực cố định nhân tổng chiều dài đường đi?

Giải thích nguyên lý

Công của lực cố định phụ thuộc chuyển dời theo phương lực, không cộng mọi đoạn đường theo cùng một cách. Một đoạn vuông góc lực góp công bằng không; đoạn cùng chiều góp công dương. Phải xét hướng từng đoạn hoặc độ dịch chuyển toàn phần theo lực.

Ví dụ tính từng bước

Robot duy trì một lực 10 N theo chiều +x lên khay được cơ cấu khác dẫn đường. Khay đi 2 m theo +x rồi 3 m theo +y. Công riêng lực 10 N là 10×2 + 0 = 20 J, không phải 10×5 = 50 J. Không thể suy tổng công tất cả cơ cấu từ riêng lực này.

Điểm dễ hiểu sai

Đường đi gấp khúc dài 5 m nhưng hình chiếu chuyển dời lên hướng lực chỉ 2 m. Lực của bộ dẫn hướng hoặc truyền động khác phải xét riêng nếu cần tổng năng lượng.

Tự kiểm tra

Nếu khay trở lại theo −x thêm 2 m, lực +x làm công −20 J trên chặng ấy, tổng công của nó cả quá trình thành 0.

Điều kiện áp dụng

Lực luôn giữ hướng +x và độ lớn 10 N trong hệ bàn; không nhầm với lực kéo luôn xoay theo đường đi.

Đọc hình minh họa

Khay đi theo hai đoạn vuông góc; lực cố định sang phải nên chỉ đoạn ngang có công 20 J. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Riêng đồ thị và bài 0100 đọc theo số liệu ghi trên hình.

Học tiếp

Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào Định lí động năng liên hệ tổng công ra sao