Mechanická práce v praxi: 10 názorných příkladů ze života

Definice mechanické práce a základní vzorec

Mechanická práce je fyzikální veličina, která vyjadřuje energii přenesenou působením síly při pohybu tělesa. Základní jednotkou mechanické práce je joule (J), což odpovídá práci vykonané silou 1 newtonu (N) při posunutí tělesa o 1 metr ve směru působící síly. V praxi se mechanická práce vyskytuje všude kolem nás, od zvedání předmětů až po pohyb strojů a mechanismů.

Pro výpočet mechanické práce používáme základní vzorec W = F × s × cos α, kde W představuje mechanickou práci, F je působící síla, s je dráha, po které se těleso pohybuje, a cos α je cosinus úhlu mezi směrem síly a směrem pohybu. Pokud síla působí ve stejném směru jako je pohyb tělesa (α = 0°), pak cos α = 1 a vzorec se zjednodušuje na W = F × s.

Je důležité si uvědomit, že mechanická práce se koná pouze tehdy, když síla způsobuje pohyb tělesa. Například když držíme těžkou knihu v konstantní výšce, nevykonáváme žádnou mechanickou práci, přestože pociťujeme námahu. Naše svaly sice vyvíjejí sílu proti gravitaci, ale nedochází k žádnému posunu ve směru této síly.

V reálných situacích často působí více sil současně. Celková mechanická práce je pak dána součtem prací vykonaných jednotlivými silami. Některé síly mohou konat kladnou práci (ve směru pohybu), zatímco jiné zápornou práci (proti směru pohybu). Typickým příkladem je třecí síla, která vždy koná zápornou práci, protože působí proti směru pohybu tělesa.

Při řešení praktických úloh je nezbytné správně identifikovat všechny působící síly a jejich směry. Mechanickou práci můžeme také chápat jako změnu energie systému. Když například zvedáme předmět, vykonáváme práci proti gravitační síle a tato práce se ukládá jako potenciální energie předmětu. Podobně při urychlování tělesa se práce přeměňuje na kinetickou energii.

V technické praxi se často setkáváme s různými druhy mechanické práce. Může jít o práci konstantní síly, proměnlivé síly nebo práci vykonanou při rotačním pohybu. V případě proměnlivé síly musíme pro výpočet celkové práce použít integrální počet. U rotačního pohybu pak pracujeme s krouticím momentem a úhlovým natočením.

Pochopení konceptu mechanické práce je zásadní pro řešení mnoha praktických problémů v inženýrství, stavebnictví i běžném životě. Umožňuje nám kvantifikovat energetické přeměny a optimalizovat různé mechanické systémy. Správné pochopení vztahu mezi silou, dráhou a úhlem jejich působení je klíčové pro efektivní návrh a využití mechanických zařízení.

Zvedání předmětu do výšky

Při zvedání předmětu do výšky vykonáváme mechanickou práci proti gravitační síle. Tato situace představuje jeden z nejčastějších příkladů mechanické práce v každodenním životě. Když například zvedáme těžkou tašku s nákupem, musíme překonat gravitační sílu působící na tašku. Velikost vykonané práce závisí na hmotnosti zvedaného předmětu a výšce, do které předmět zvedáme.

Pro výpočet mechanické práce při zvedání předmětu používáme vzorec W = F × h, kde F je síla potřebná ke zvednutí předmětu (která je rovna tíhové síle F = m × g) a h je výška, do které předmět zvedáme. Gravitační zrychlení g má na Zemi hodnotu přibližně 9,81 m/s². Je důležité si uvědomit, že práce nezávisí na čase, za který předmět zvedneme - stejnou práci vykonáme, ať už předmět zvedneme rychle nebo pomalu.

V praxi se často setkáváme se situacemi, kdy potřebujeme vypočítat práci při zvedání různých předmětů. Například stavební dělník, který zvedá cihly na lešení, vykonává značnou mechanickou práci. Pokud zvedá cihlu o hmotnosti 4 kg do výšky 3 metrů, vykoná práci přibližně 118 joulů. Tato hodnota může zdánlivě vypadat malá, ale když uvážíme, že dělník takto přemístí stovky cihel denně, celková vykonaná práce je významná.

Při zvedání předmětů do výšky je také důležité vzít v úvahu účinnost celého procesu. V reálných podmínkách totiž nikdy nedosáhneme stoprocentní účinnosti, protože část energie se vždy přemění na teplo vlivem tření nebo se spotřebuje na překonání odporu vzduchu. Proto skutečná práce, kterou musíme vykonat, je vždy o něco větší než teoreticky vypočítaná hodnota.

Energie vynaložená při zvedání předmětu se ukládá jako potenciální energie. Když předmět pustíme, tato potenciální energie se přemění zpět na kinetickou energii během pádu. Tento princip se využívá například u vodních elektráren, kde se potenciální energie vody mění na elektrickou energii, nebo u různých mechanických zařízení využívajících závaží.

Pro praktické využití je také důležité znát způsoby, jak minimalizovat námahu při zvedání předmětů. Můžeme využít různé mechanické pomůcky jako kladky, páky nebo hydraulické zvedáky, které nám umožní vykonat stejnou práci s menší silou, i když na delší dráze. Tento princip vychází ze zákona zachování energie, podle kterého se celková práce nemění, pouze se mění poměr mezi silou a dráhou.

Tažení saní po nakloněné rovině

Při tažení saní po nakloněné rovině musíme překonávat nejen tíhovou sílu, ale také třecí sílu, která působí proti směru pohybu. Mechanická práce v tomto případě závisí na délce nakloněné roviny, hmotnosti saní a úhlu sklonu. Představme si situaci, kdy táhneme sáně o hmotnosti 20 kg po nakloněné rovině dlouhé 5 metrů se sklonem 30 stupňů.

Pro výpočet mechanické práce musíme nejprve určit sílu, kterou působíme na sáně. Tato síla se skládá z několika složek. Tíhová síla působící na sáně se rozkládá na složku rovnoběžnou s nakloněnou rovinou a složku kolmou k nakloněné rovině. Právě rovnoběžná složka tíhové síly způsobuje pohyb saní dolů po svahu, a proto ji musíme překonat naší tažnou silou.

Při tažení saní vzhůru po nakloněné rovině musíme vykonat větší práci než při tažení po vodorovné podložce. To je způsobeno tím, že kromě překonávání třecí síly musíme také překonávat složku tíhové síly rovnoběžnou s nakloněnou rovinou. Mechanická práce se v tomto případě vypočítá jako součin síly a dráhy, po které síla působí.

Důležitým faktorem je také povrch nakloněné roviny a materiál skluznic saní. Například na zledovatělém povrchu bude třecí síla výrazně menší než na hrubém sněhu. To znamená, že při stejné délce dráhy a stejném úhlu sklonu vykonáme na zledovatělém povrchu menší mechanickou práci než na hrubém sněhu.

Při praktickém řešení úloh s nakloněnou rovinou musíme vzít v úvahu i další faktory, jako je odpor vzduchu nebo nerovnosti povrchu. Tyto faktory mohou významně ovlivnit velikost potřebné síly a tedy i vykonanou mechanickou práci. V reálných podmínkách je proto skutečná mechanická práce vždy o něco větší než teoreticky vypočítaná hodnota.

Zajímavé je také srovnání mechanické práce při tažení saní různými směry. Nejefektivnější je táhnout sáně ve směru rovnoběžném s nakloněnou rovinou, protože tak minimalizujeme složku síly, která se nepodílí na pohybu saní vzhůru. Pokud táhneme sáně pod jiným úhlem, část naší síly se ztrácí a musíme vykonat větší mechanickou práci.

Pro snížení potřebné mechanické práce můžeme využít různé pomůcky, například kladky nebo navijáky. Tyto jednoduché stroje nám umožňují působit menší silou po delší dráze, přičemž celková mechanická práce zůstává stejná. V praxi to znamená, že místo velkého jednorázového úsilí můžeme využít menší sílu působící po delší dobu.

Přemístění nákladu pomocí kladky

Při zvedání těžkých břemen pomocí kladky dochází k významné úspoře vynaložené síly, což je jeden z nejdůležitějších praktických příkladů mechanické práce. Kladka představuje jednoduchý mechanický stroj, který umožňuje změnit směr působící síly a v případě kladkostroje také velikost potřebné síly. Když například potřebujeme zvednout těžký náklad o hmotnosti 100 kg do výšky 5 metrů, bez použití kladky bychom museli vyvinout sílu odpovídající tíze břemene, tedy přibližně 1000 N.

Použijeme-li pevnou kladku, směr působící síly se změní, ale její velikost zůstává stejná. Mechanická práce vykonaná při zvedání břemene se vypočítá jako součin síly a výšky zdvihu. V tomto případě by práce činila 5000 joulů. Zajímavější situace nastává při použití volné kladky nebo složitějšího kladkostroje. Při použití jedné volné kladky se potřebná síla sníží na polovinu, tedy přibližně 500 N, ale dráha, po které musíme působit silou, se zdvojnásobí na 10 metrů.

Důležité je si uvědomit, že celková mechanická práce zůstává stejná, pouze se mění poměr mezi silou a dráhou. Tento princip vychází ze zákona zachování energie. Při použití složitějšího kladkostroje s více kladkami můžeme potřebnou sílu ještě více snížit. Například při použití dvojitého kladkostroje se čtyřmi lanky nesoucími břemeno se potřebná síla sníží na čtvrtinu původní hodnoty, tedy přibližně 250 N, ale dráha se čtyřnásobně prodlouží na 20 metrů.

V praxi musíme počítat také s třením v ložiskách kladek a tuhostí lana, které způsobují určité ztráty. Skutečná účinnost kladkostroje je proto vždy menší než 100%. Například u běžného kladkostroje se účinnost pohybuje mezi 70 až 85 procenty. To znamená, že pro zvednutí našeho 100 kg těžkého břemene budeme ve skutečnosti potřebovat o něco větší sílu, než je teoreticky vypočtená hodnota.

Mechanická práce při použití kladky nachází široké uplatnění ve stavebnictví, průmyslu i běžném životě. Využívá se například při stavbě výškových budov, v přístavech při nakládání lodí, ve skladech při manipulaci s těžkými břemeny nebo při záchranných pracích. Moderní kladkostroje jsou často vybaveny elektrickým pohonem, který dále usnadňuje manipulaci s těžkými břemeny, ale základní fyzikální principy zůstávají stejné jako u klasické ruční kladky.

Mechanická práce je všude kolem nás, od zvednutí tašky až po pohyb planet ve vesmíru. Je to základní princip, který nám umožňuje měnit svět kolem sebe.

Radek Novotný

Natahování pružiny silou

Při natahování pružiny silou dochází k velmi zajímavému fyzikálnímu jevu, kdy se mechanická energie přeměňuje na potenciální energii pružnosti. Velikost síly, kterou pružina působí proti natahování, je přímo úměrná prodloužení pružiny. Tento vztah je známý jako Hookův zákon, který je základním principem při výpočtu mechanické práce při natahování pružiny.

Když působíme na pružinu silou, její deformace způsobuje, že se jednotlivé závity pružiny od sebe vzdalují. Práce vykonaná při natahování pružiny se vypočítá jako součin síly a dráhy, po které síla působí. Je důležité si uvědomit, že síla během natahování není konstantní, ale lineárně roste s prodloužením pružiny. Proto při výpočtu mechanické práce musíme brát v úvahu průměrnou hodnotu síly.

V praktických příkladech se často setkáváme s různými situacemi, kdy je potřeba vypočítat práci při natahování pružiny. Například při natažení pružiny o 10 centimetrů silou 50 N musíme vzít v úvahu, že na začátku natahování byla síla nulová a postupně narůstala až do konečné hodnoty. Mechanická práce se v tomto případě vypočítá jako polovina součinu maximální síly a celkového prodloužení.

Tuhost pružiny, označovaná písmenem k, je další klíčový parametr, který ovlivňuje množství vykonané práce. Čím je pružina tužší, tím větší sílu musíme vynaložit na její natažení, a tím větší práci vykonáme. Při praktických výpočtech je třeba znát tuhost pružiny, která se udává v jednotkách N/m (Newton na metr).

V reálných situacích musíme počítat i s tím, že žádná pružina není dokonale elastická. Při příliš velkém natažení může dojít k překročení meze pružnosti, což vede k trvalé deformaci pružiny. Proto je důležité nepřekračovat maximální dovolené prodloužení stanovené výrobcem. Při řešení příkladů z mechanické práce se většinou předpokládá, že se pohybujeme v oblasti platnosti Hookova zákona.

Zajímavým aspektem je také skutečnost, že práce vykonaná při natahování pružiny se ukládá jako potenciální energie pružnosti. Tuto energii lze později využít, například při uvolnění napnuté pružiny. V praxi se tohoto principu využívá v mnoha mechanických zařízeních, od jednoduchých hraček až po složité průmyslové aplikace.

Při výpočtech mechanické práce při natahování pružiny je třeba věnovat pozornost správným jednotkám. Výsledná práce se udává v joulech (J), přičemž jeden joule odpovídá práci vykonané silou jednoho newtonu na dráze jednoho metru. Pro přesné výpočty je nezbytné převést všechny vstupní hodnoty na základní jednotky SI soustavy.

Práce vykonaná při jízdě na kole

Při jízdě na kole dochází k vykonání mechanické práce v několika různých směrech a působením různých sil. Základní mechanická práce je vykonávána silou, kterou cyklista působí na pedály. Tato síla se přenáší přes řetězový převod na zadní kolo a uvádí bicykl do pohybu. Když cyklista šlape do pedálů, vykonává práci proti odporu, který vzniká třením v ložiskách, odporem vzduchu a třením pneumatik o vozovku.

Velikost vykonané práce závisí na několika faktorech. Především je to síla, kterou cyklista vyvíjí na pedály, a vzdálenost, kterou při tom urazí. Například při jízdě do kopce musí cyklista překonávat nejen odpory způsobené třením a vzduchem, ale také gravitační sílu. V tomto případě se mechanická práce výrazně zvyšuje, protože je nutné překonat výškový rozdíl. Při jízdě z kopce naopak gravitační síla pomáhá cyklistovi a část práce je vykonávána právě touto silou.

Zajímavým aspektem je také práce vykonaná při brzdění. Při brzdění se kinetická energie kola a cyklisty mění na teplo vznikající třením brzdových destiček o ráfek nebo kotouč. Tato přeměna energie představuje negativní práci, protože síla působí proti směru pohybu. Během jízdy po rovině musí cyklista neustále překonávat odpor vzduchu, který roste s druhou mocninou rychlosti. Proto je při vyšších rychlostech potřeba vykonat výrazně více práce pro udržení stejné rychlosti.

Při jízdě na kole se také část mechanické práce přeměňuje na potenciální energii při stlačování odpružení, pokud je kolo vybaveno odpruženými komponenty. Tato energie se pak může částečně vrátit zpět do pohybu při následném roztažení pružin. Celková mechanická práce vykonaná při jízdě na kole je součtem všech dílčích prací proti různým odporům a silám.

Významnou roli hraje také účinnost přenosu síly z pedálů na pohyb kola. Moderní jízdní kola mají účinnost převodového ústrojí kolem 95-98 %, což znamená, že většina vykonané práce se skutečně přemění na pohyb vpřed. Ztráty vznikají především třením v řetězu, ložiskách a převodech. Při dlouhodobé jízdě může cyklista vykonat značné množství práce - například při hodinové jízdě průměrnou rychlostí 25 km/h může být vykonaná práce v řádu stovek kilojoulů.

Mechanická práce při jízdě na kole je také ovlivněna povrchem, po kterém se jede. Na hladkém asfaltu je odpor valení minimální, zatímco na štěrkové nebo polní cestě se výrazně zvyšuje a cyklista musí vykonat více práce pro překonání těchto odporů. Podobně vlhkost vozovky nebo přítomnost bláta může významně ovlivnit množství práce potřebné k pohybu vpřed.

Posouvání krabice po podlaze

Při posouvání krabice po podlaze dochází k typickému příkladu mechanické práce, kdy působíme silou na těleso a přemisťujeme ho po určité dráze. Představme si situaci, kdy máme těžkou krabici o hmotnosti 25 kilogramů, kterou potřebujeme přesunout z jedné místnosti do druhé po hladké podlaze. Mechanická práce se v tomto případě vypočítá jako součin síly a dráhy, po které krabici přesouváme.

Příklad mechanické práce	Síla (N)	Dráha (m)	Práce (J)
Zvednutí knihy ze země	5	1	5
Tažení sáněk po sněhu	20	10	200
Vytažení vody ze studny	50	8	400
Tlačení nákupního vozíku	15	20	300

V reálné situaci musíme překonat třecí sílu, která působí mezi krabicí a podlahou. Pokud tlačíme krabici konstantní silou 100 N po dráze 5 metrů, vykonáme práci 500 joulů. Je důležité si uvědomit, že směr působící síly musí být rovnoběžný se směrem pohybu, aby byla práce maximálně efektivní. Pokud bychom tlačili krabici šikmo vzhůru, část naší síly by se zbytečně spotřebovala na přitlačení krabice k podlaze.

Zajímavé je, že při posouvání krabice po různých površích se mění velikost potřebné síly. Na hladké podlaze, například na linoleu, bude třecí síla menší než na koberci. To znamená, že pro stejnou dráhu vykonáme na hladkém povrchu menší práci než na drsném. Například při posouvání stejné krabice po koberci můžeme potřebovat sílu až 150 N, což by při stejné dráze 5 metrů znamenalo práci 750 joulů.

V praxi často nevykonáváme práci konstantní silou, ale síla se mění v závislosti na okolnostech. Když začínáme posouvat krabici, musíme překonat statické tření, které je větší než tření dynamické. Proto v prvním okamžiku potřebujeme větší sílu. Jakmile se krabice rozpohybuje, stačí již menší síla k udržení pohybu.

Důležitým faktorem je také povrch krabice, který je v kontaktu s podlahou. Čím větší je styčná plocha, tím větší je třecí síla. Proto může být výhodnější krabici táhnout po hraně, pokud to její obsah dovoluje. Musíme však vzít v úvahu, že při tažení po hraně se zvyšuje tlak na malou plochu, což může poškodit podlahu nebo krabici.

Při praktickém posouvání krabice je také důležité dbát na ergonomii pohybu. Správná technika může významně snížit námahu a riziko zranění. Místo ohýbání zad je lepší pokrčit kolena a využít sílu nohou. Pokud je to možné, je vhodné využít pomocné prostředky jako vozík nebo podložku s kolečky, které významně sníží potřebnou sílu a tím i vykonanou práci.

Z fyzikálního hlediska je zajímavé, že část vykonané práce se přeměňuje na teplo vznikající třením mezi krabicí a podlahou. Tato energie se již nedá využít k pohybu krabice a představuje energetickou ztrátu. Proto je při přesunu těžkých předmětů vždy výhodné minimalizovat tření, pokud to bezpečnost dovoluje.

Práce při vytahování vody ze studny

Při vytahování vody ze studny se setkáváme s typickým příkladem mechanické práce, kdy působíme silou proti tíhové síle. Když vytahujeme vědro s vodou ze studny, musíme překonat nejen tíhovou sílu působící na vodu samotnou, ale také na hmotnost vědra. Mechanická práce se v tomto případě vypočítá jako součin síly a dráhy, po které síla působí. V praxi to znamená, že čím hlubší je studna a čím těžší je vědro s vodou, tím větší práci musíme vykonat.

Představme si konkrétní situaci, kdy vytahujeme vědro o objemu 10 litrů naplněné vodou z hloubky 15 metrů. Voda má hmotnost přibližně 10 kilogramů a samotné vědro váží 2 kilogramy. Celková hmotnost, kterou musíme vytáhnout, je tedy 12 kilogramů. Tíhová síla působící na toto závaží je přibližně 120 newtonů. Abychom vědro vytáhli rovnoměrným pohybem, musíme působit silou o stejné velikosti směrem vzhůru.

V reálných podmínkách musíme počítat i s dalšími faktory, které ovlivňují velikost potřebné práce. Například tření v kladce, pokud ji používáme, nebo odpor vzduchu. Tyto dodatečné síly zvyšují celkovou práci, kterou musíme vykonat. Při použití kladky se sice síla, kterou musíme vyvinout, zmenší na polovinu, ale dráha, po které působíme, se zdvojnásobí, takže celková práce zůstává stejná.

Zajímavé je také porovnání práce při vytahování vody různými způsoby. Zatímco ruční vytahování vědra je energeticky náročné a časově zdlouhavé, použití elektrického čerpadla značně usnadňuje celý proces. Moderní čerpadla dokáží přeměnit elektrickou energii na mechanickou práci s vysokou účinností. Přesto princip zůstává stejný - musíme vykonat práci proti tíhové síle.

Při pravidelném vytahování vody ze studny během dne se celková vykonaná práce může vyšplhat na značné hodnoty. Například při desetinásobném vytažení vědra z naší modelové situace by celková vykonaná práce byla 18000 joulů. To odpovídá energii, kterou by průměrný člověk získal ze snědení jednoho jablka. Tento příklad názorně ukazuje, jak náročné bylo v minulosti manuální získávání vody ze studní, a proč byl vynález mechanických a později elektrických čerpadel tak významným pokrokem.

Z fyzikálního hlediska je zajímavé, že práce vykonaná při vytahování vody ze studny se přemění na potenciální energii vody v horní poloze. Tuto energii pak můžeme využít například při následném samospádu vody do nádrže nebo při zavlažování zahrady. V historii se tento princip využíval při konstrukci různých zavlažovacích systémů, kdy se voda nejprve vytáhla do výše položené nádrže a odtud samospádem tekla na pole či zahrady.

Zvedání činky při posilování

Při zvedání činky v posilovně dochází k vykonání mechanické práce, která je klíčovým prvkem pro pochopení fyzikálních principů v každodenním životě. Mechanická práce se při zvedání činky vypočítá jako součin síly působící proti gravitaci a výšky, do které činku zvedneme. V praxi to znamená, že když vzpěrač zvedá činku o hmotnosti 100 kg do výšky 2 metrů, musí překonat tíhovou sílu, která na činku působí.

Zajímavé je, že mechanická práce závisí nejen na hmotnosti činky, ale i na dráze, po které se činka pohybuje. Pokud vzpěrač zvedne činku do větší výšky, vykoná větší mechanickou práci, i když hmotnost činky zůstává stejná. To je důležité zejména při různých cvičebních technikách, kdy někteří cvičenci preferují delší dráhu pohybu pro maximální zapojení svalů.

V reálném prostředí posilovny musíme brát v úvahu i další faktory, které ovlivňují mechanickou práci. Například tření v kloubech vzpěračovy osy činky nebo odpor vzduchu, i když ten je při běžném posilování zanedbatelný. Při výpočtu mechanické práce v praxi používáme vzorec W = F × s, kde W je vykonaná práce, F je síla a s je dráha. V případě zvedání činky je síla F rovna tíhové síle, tedy součinu hmotnosti činky a tíhového zrychlení (přibližně 9,81 m/s²).

Důležitým aspektem je také směr působení síly. Mechanická práce se vykonává pouze tehdy, když síla působí ve směru pohybu nebo má alespoň složku ve směru pohybu. Při zvedání činky nad hlavu vykonáváme největší práci, protože síla působí přímo proti gravitaci. Naopak při držení činky v konstantní výšce je vykonaná mechanická práce nulová, přestože svaly jsou stále zatížené.

Pro efektivní trénink je důležité pochopit, že mechanická práce není totéž co vynaložené úsilí. I když držíme těžkou činku bez pohybu, svaly pracují izometricky a spotřebovávají energii, ale z fyzikálního hlediska není vykonávána žádná mechanická práce. To je jeden z důvodů, proč při sestavování tréninkového plánu musíme brát v úvahu jak fyzikální principy, tak fyziologické aspekty cvičení.

Při praktickém cvičení v posilovně můžeme mechanickou práci využít k optimalizaci tréninku. Například když chceme zvýšit objem vykonané práce, můžeme buď zvýšit hmotnost činky, nebo prodloužit dráhu pohybu. Každý joule vykonané mechanické práce přispívá k budování svalové hmoty a zlepšování silových schopností. Proto je pochopení principů mechanické práce důležité nejen pro fyziky, ale i pro trenéry a sportovce, kteří chtějí maximalizovat efektivitu svého tréninku.

Práce motoru při pohybu automobilu

Motor automobilu vykonává mechanickou práci při přeměně chemické energie paliva na kinetickou energii vozidla. Během jízdy automobilu musí motor překonávat různé druhy odporů, které působí proti pohybu. Hlavním odporem je valivý odpor pneumatik, který vzniká deformací pneumatik při kontaktu s vozovkou. Tento odpor je přítomen vždy, když se automobil pohybuje, a jeho velikost závisí na hmotnosti vozidla a kvalitě povrchu silnice.

Další významnou složkou je odpor vzduchu, který roste s druhou mocninou rychlosti vozidla. Při vyšších rychlostech se stává dominantním faktorem ovlivňujícím spotřebu paliva a výkon potřebný k udržení konstantní rychlosti. Aerodynamický tvar karoserie moderních automobilů je navržen tak, aby tento odpor minimalizoval.

Motor musí také překonávat odpor stoupání, když vozidlo jede do kopce. Práce vykonaná motorem při jízdě do kopce se rovná součinu tíhové síly vozidla a výškového rozdílu. Část této energie se může při sjezdu z kopce přeměnit zpět na kinetickou energii, kterou lze využít k pohybu vozidla nebo ji přeměnit na elektrickou energii v případě hybridních či elektrických vozidel.

Mechanická práce motoru se projevuje i při zrychlování vozidla, kdy je potřeba překonat setrvačnost vozidla. Energie dodaná motorem se ukládá ve formě kinetické energie pohybujícího se automobilu. Velikost této práce závisí na hmotnosti vozidla a rozdílu čtverců počáteční a konečné rychlosti.

V městském provozu dochází k častému zastavování a rozjíždění, což znamená, že motor musí opakovaně vykonávat práci pro překonání setrvačnosti. To je jeden z důvodů, proč je spotřeba paliva v městském provozu vyšší než při plynulé jízdě po dálnici, kde se rychlost příliš nemění.

Účinnost přeměny chemické energie paliva na mechanickou práci není stoprocentní. Značná část energie se přemění na teplo, které je odváděno chladicím systémem a výfukovými plyny. Moderní motory dosahují účinnosti kolem 30-40%, což znamená, že pouze tato část energie obsažené v palivu se skutečně přemění na užitečnou mechanickou práci.

Při brzdění se kinetická energie vozidla mění převážně na teplo v brzdách. Rekuperační brzdění u hybridních a elektrických vozidel umožňuje část této energie zachytit a uložit do akumulátorů pro pozdější využití, čímž se zvyšuje celková účinnost pohonného systému.

Mechanická práce motoru je také ovlivněna převodovým ústrojím, které umožňuje optimalizovat otáčky motoru vzhledem k požadované rychlosti a zatížení. Správná volba převodového stupně má významný vliv na účinnost přenosu mechanické práce z motoru na kola vozidla.