Ποιο είναι το έργο τέλειο. Μηχανική εργασία
Με μηχανική εργασία (εργασία δύναμης) είστε ήδη εξοικειωμένοι από την πορεία της φυσικής του κεντρικού σχολείου. Θα υπενθυμίσουμε στον ορισμό της μηχανικής εργασίας εκεί για τις ακόλουθες περιπτώσεις.
Εάν η δύναμη κατευθύνεται ακριβώς όπως η κίνηση του σώματος, τότε το έργο της δύναμης
Στην περίπτωση αυτή, το έργο της δύναμης είναι θετικό.
Εάν η δύναμη κατευθύνεται αντίθετη από την κίνηση του σώματος, τότε το έργο της δύναμης
Στην περίπτωση αυτή, το έργο της δύναμης είναι αρνητικό.
Εάν η δύναμη F_VEC κατευθύνεται κάθετη προς την κίνηση του S_VEC του σώματος, τότε η λειτουργία της δύναμης είναι μηδέν:
Η εργασία είναι μια κλιμακωτή τιμή. Η μονάδα εργασίας ονομάζεται Joule (υποδείξτε: J) προς τιμήν του αγγλικού επιστήμονα James Joule, ο οποίος διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην έναρξη του νόμου της εξοικονόμησης ενέργειας. Από τον τύπο (1) ακολουθεί:
1 j \u003d 1 n * m.
1. Η ράβδος βάρους 0,5 kg μετακινήθηκε στον πίνακα κατά 2 m, εφαρμόζοντας τη δύναμη της ελαστικότητας ίση με 4 ώρες (Εικ. 28.1). Ο συντελεστής τριβής μεταξύ της ράβδου και ο πίνακας είναι 0,2. Τι είναι ίσο με το έργο της δράσης στο μπαρ:
α) βαρύτητα m;
β) τις δυνάμεις της κανονικής αντίδρασης;
γ) τη δύναμη της ελαστικότητας;
δ) Δύναμη τριβής.
Το συνολικό έργο πολλών δυνάμεων που ενεργούν στο σώμα μπορούν να βρεθούν με δύο τρόπους:
1. Βρείτε το έργο κάθε αντοχής και διπλώστε αυτά τα έργα με τα σημάδια των σημείων.
2. Βρείτε το ίσο με όλες τις δυνάμεις που συνδέονται με το σώμα και υπολογίστε το έργο του προκύπτοντος.
Και οι δύο μέθοδοι οδηγούν στο ίδιο αποτέλεσμα. Για να βεβαιωθείτε ότι επιστρέψετε στην προηγούμενη εργασία και απαντήστε σε ερωτήσεις σχετικά με τις ερωτήσεις 2.
2. Τι είναι ίσο με:
α) Είμαι το έργο όλων των δυνάμεων που δρουν στο μπαρ;
β) Η προκύπτουσα όλων των δυνάμεων που ενεργούν στο μπαρ;
γ) Εργαστείτε ως ίσος; Γενικά, (όταν η δύναμη F_VEC κατευθύνεται σε αυθαίρετη γωνία με την κίνηση S_VEC) Ο προσδιορισμός της λειτουργίας της δύναμης είναι τέτοιος.
Η λειτουργία μια μόνιμη αντοχή είναι ίση με το προϊόν της μονάδας δύναμης F ανά μονάδα κίνησης S και στην συνίνη της γωνίας α μεταξύ της κατεύθυνσης της δύναμης και της κατεύθυνσης της κίνησης:
A \u003d FS COS Α (4)
3. Δείξτε ότι από τον γενικό ορισμό της εργασίας ακολουθήστε τα συμπεράσματα που εμφανίζονται στο ακόλουθο σύστημα. Να τους λέω προφορικά και να γράψει σε ένα σημειωματάριο.
4. Μια δύναμη εφαρμόζεται στο Bruck στο τραπέζι, η ενότητα του οποίου είναι 10 Ν. Ποια είναι η γωνία μεταξύ αυτής της δύναμης και της κίνησης της ράβδου, εάν, όταν μετακινεί τη γραμμή στο τραπέζι, αυτή η δύναμη έκανε αυτή τη δύναμη αυτή : α) 3 ι; β) -3 j; γ) -3 j; δ) -6 j; Κάνουν επεξηγηματικά σχέδια.
2. Εργασία βαρύτητας
Αφήστε τη σωματική μάζα m να μετακινηθείτε κάθετα από το αρχικό ύψος h h έως το τελικό ύψος H έως.
Εάν το σώμα κινείται προς τα κάτω (H\u003e H έως, σχήμα 28.2, α), η κατεύθυνση της κίνησης συμπίπτει με την κατεύθυνση της βαρύτητας, οπότε το έργο της βαρύτητας είναι θετικό. Εάν το σώμα κινείται επάνω (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.
Και στις δύο περιπτώσεις, το έργο της βαρύτητας
Α \u003d mg (Η Ν - Η έως). (πέντε)
Τώρα θα βρούμε το έργο της βαρύτητας κατά την οδήγηση υπό γωνία προς την κάθετη.
5. Η μικρή μάζα μάζας m γλίστηκε κατά μήκος του κεκλιμένου επιπέδου του μήκους S και το ύψος Η (Εικ. 28,3). Το κεκλιμένο επίπεδο είναι η γωνία α με μια κάθετη.
α) Ποια είναι η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης της βαρύτητας και της κατεύθυνσης της μετακίνησης της ράβδου; Κάντε ένα επεξηγηματικό σχέδιο.
β) Εκφράστε το έργο της βαρύτητας μέσω M, G, S, Α.
γ) Express S μέσω Η και α.
δ) εκφράζουν το έργο της βαρύτητας μέσω M, G, H.
ε) Ποιο είναι το έργο της δύναμης βαρύτητας κατά την οδήγηση σε ολόκληρο το ίδιο επίπεδο επάνω;
Μετά την ολοκλήρωση αυτού του στόχου, βεβαιωθήκατε ότι το έργο της βαρύτητας εκφράζεται από τον τύπο (5) και στη συνέχεια όταν το σώμα κινείται υπό γωνία προς την κατακόρυφη και επάνω.
Στη συνέχεια, ο τύπος (5) για τη λειτουργία της βαρύτητας ισχύει όταν το σώμα κινείται κατά μήκος κάθε τροχιάς, επειδή οποιαδήποτε τροχιά (εικ. 28,4, α) μπορεί να αντιπροσωπεύεται ως συνδυασμός μικρών "κεκλιμένων αεροσκαφών" (Εικ. 28.4, B) . 
Με αυτόν τον τρόπο,
εργασία βαρύτητας κατά την οδήγηση, αλλά οποιαδήποτε τροχιά εκφράζεται από τον τύπο
Ένα t \u003d mg (h h-h έως),
όπου το h h είναι το αρχικό ύψος του σώματος, H έως - το τελικό του ύψος.
Το έργο της βαρύτητας δεν εξαρτάται από τη μορφή της τροχιάς.
Για παράδειγμα, το έργο της βαρύτητας κατά τη μετακίνηση του σώματος από το σημείο Α στο σημείο Β (Εικ. 28,5) κατά μήκος της τροχιάς 1, 2 ή 3 είναι το ίδιο. Από εδώ, ειδικότερα, προκύπτει ότι η ροδίσκος της βαρύτητας όταν κινείται κατά μήκος μιας κλειστικής τροχιάς (όταν το σώμα επιστρέφει στο σημείο εκκίνησης) είναι μηδέν. 
6. Η μάζα της μπάλας m, κρέμεται από το μήκος νήματος L, απορρίφθηκε 90º, κρατώντας ένα τεταμένο νήμα και απελευθερώνεται χωρίς ώθηση.
α) Ποιο είναι το έργο της βαρύτητας για το χρόνο κατά τη διάρκεια της οποίας η μπάλα μετακινείται στη θέση ισορροπίας (Εικ. 28,6);
Β) Ποιο είναι το έργο της δύναμης της ελαστικότητας του νήματος για την ίδια στιγμή;
γ) Ποιο είναι το έργο των ίσων δυνάμεων που συνδέονται με την μπάλα, την ίδια στιγμή;
3. Εργασία ελαστικότητας
Όταν το ελατήριο επιστρέφει σε μια παράνομη κατάσταση, η αντοχή της ελαστικότητας είναι πάντα θετική: η κατεύθυνση του συμπίπτει με την κατεύθυνση της κίνησης (Εικ. 28,7). 
Βρίσκουμε το έργο της δύναμης της ελαστικότητας.
Η ενότητα αυτής της δύναμης συσχετίζεται με τη μονάδα παραμόρφωσης X από τον λόγο (βλέπε § 15)
Το έργο αυτής της δύναμης μπορεί να βρεθεί γραφικά.
Πρώτα σημειώνουμε ότι το έργο της σταθερής αντοχής είναι αριθμητικά ίσο με την περιοχή του ορθογωνίου κάτω από το διάγραμμα της εξάρτησης της δύναμης από την κίνηση (Εικ. 28,8). 
Το Σχήμα 28.9 δείχνει ένα γράφημα της εξάρτησης F (x) για τη δύναμη της ελαστικότητας. Διαχωρίζουμε διανοητικά όλη τη μετακίνηση του σώματος σε τέτοια μικρά κενά, έτσι ώστε σε κάθε ένα από αυτά τη δύναμη να θεωρηθεί σταθερή. 
Στη συνέχεια, η εργασία σε κάθε ένα από αυτά τα κενά είναι αριθμητικά ίση με την περιοχή του σχήματος κάτω από την κατάλληλη ενότητα του γραφήματος. Όλη η εργασία είναι ίση με το ποσό της εργασίας σε αυτούς τους τομείς.
Επομένως, στην περίπτωση αυτή, το έργο είναι αριθμητικά ίσο με την περιοχή του σχήματος κάτω από το γράφημα της εξάρτησης F (x). 
7. Χρησιμοποιώντας το σχήμα 28.10, αποδείξτε ότι
Το έργο της δύναμης της ελαστικότητας κατά την επιστροφή της άνοιξης στην παράνομη κατάσταση εκφράζεται από τον τύπο
A \u003d (KX 2) / 2. (7)
8. Χρησιμοποιώντας ένα γράφημα στο Σχήμα 28.11, αποδείξτε ότι όταν οι μεταβολές της παραμόρφωσης ελατηρίων από το x n έως το x έως το έργο της δύναμης της ελαστικότητας εκφράζεται από τον τύπο
Από τον τύπο (8) βλέπουμε ότι το έργο της δύναμης της ελαστικότητας εξαρτάται μόνο από την αρχική και τελική παραμόρφωση της άνοιξης, οπότε αν το σώμα παραμορφώνεται αρχικά και στη συνέχεια επιστρέφει στην αρχική κατάσταση, τότε το έργο της δύναμης της ελαστικότητας είναι μηδέν. Θυμηθείτε ότι το έργο της βαρύτητας διαθέτει επίσης ως το ίδιο ακίνητο.
9. Κατά την αρχική στιγμή, η τέντωμα του ελατηρίου με ακαμψία 400 n / m είναι 3 cm. Το ελατήριο τεντώθηκε για άλλα 2 cm.
α) Ποια είναι η τελική παραμόρφωση της άνοιξης;
β) Ποιο είναι το έργο της δύναμης ελαστικότητας της άνοιξης;
10. Κατά την αρχική στιγμή της άνοιξης, η ακαμψία των 200 n / m τεντώνεται κατά 2 cm, και κατά τη στιγμή που έχει συμπιεστεί κατά 1 cm. Ποια είναι η λειτουργία της δύναμης της ελαστικότητας της άνοιξης;
4. Εργασία δύναμης τριβής
Αφήστε το σώμα να ολισθήσει σε σταθερή υποστήριξη. Η δύναμη τριβής ολίσθησης που ενεργεί στο σώμα κατευθύνεται πάντοτε αντίθετα στην κίνηση και, επομένως, η εργασία της δύναμης τριβής ολίσθησης είναι αρνητική σε οποιαδήποτε κατεύθυνση κίνησης (Εικ. 28,12). 
Επομένως, αν μετακινήσετε τη γραμμή προς τα δεξιά και το PEG στην ίδια απόσταση αριστερά, τότε, αν και θα επιστρέψει στην αρχική θέση, το συνολικό έργο της ολίσθησης της ολίσθησης δεν θα είναι μηδέν. Αυτό αποτελείται από την πιο σημαντική διαφορά στο έργο της δύναμης τριβής της ολίσθησης από το έργο της βαρύτητας και της αντοχής της ελαστικότητας. Θυμηθείτε ότι το έργο αυτών των δυνάμεων κατά τη μετακίνηση του σώματος σε μια κλειστή τροχιά είναι μηδέν.
11. Η Landing ζυγίζει 1 kg μετακινήθηκε στο τραπέζι έτσι ώστε η τροχιά του ήταν η πλατεία με μια πλευρά 50 cm.
α) Είτε η ράβδος επέστρεψε στο σημείο εκκίνησης;
Β) Ποιο είναι το συνολικό έργο της δύναμης τριβής που ενεργεί στο μπαρ; Ο συντελεστής τριβής μεταξύ της ράβδου και ο πίνακας είναι 0,3.
5. Ισχύς
Όχι μόνο η εργασία που εκτελείται, αλλά και η ταχύτητα της εργασίας είναι συχνά σημαντική. Χαρακτηρίζεται από ισχύ.
Η ισχύς p ονομάζεται λόγος τέλειας εργασίας Α από το χρονικό διάστημα t, για το οποίο γίνεται αυτό το έργο:
(Μερικές φορές η ισχύς της μηχανικής δηλώνεται από το γράμμα Ν, και στην ηλεκτροδυναμική - το γράμμα P. θεωρούμε την ίδια ονομασία ισχύος πιο βολική.)
Η μονάδα ισχύος είναι Watt (δηλώνει: W), που ονομάζεται μετά τον αγγλικό εφευρέτη James Watt. Από τον τύπο (9) Αυτό το ακολουθεί
1 W \u003d 1 J / C.
12. Ποια δύναμη αναπτύσσει ένα άτομο που αυξάνει ομοιόμορφα ένα κάδο νερού που ζυγίζει 10 κιλά σε ύψος 1 m εντός 2 δευτερολέπτων;
Συχνά, η ισχύς είναι βολική να εκφράσει όχι μέσω της εργασίας και του χρόνου, αλλά μέσω της δύναμης και της ταχύτητας.
Εξετάστε την περίπτωση όταν η δύναμη κατευθύνεται κατά μήκος της κίνησης. Στη συνέχεια, το έργο της Force A \u003d FS. Αντικατάσταση αυτής της έκφρασης στον τύπο (9) για τροφοδοσία, παίρνουμε:
P \u003d (fs) / t \u003d f (s / t) \u003d fv. (10)
13. Το αυτοκίνητο βόλτες οριζόντιος δρόμος με ταχύτητα 72 km / h. Ταυτόχρονα, ο κινητήρας του αναπτύσσει τη δύναμη των 20 kW. Ποια είναι η δύναμη αντίστασης του κινήματος του αυτοκινήτου;
Προτροπή. Όταν το αυτοκίνητο κινείται κατά μήκος ενός οριζόντιου δρόμου με σταθερή ταχύτητα, η δύναμη ώθησης είναι ίση με την ενότητα με την ισχύ αντίστασης στην κίνηση του αυτοκινήτου.
14. Πόσο καιρό είναι απαραίτητο για μια ομοιόμορφη ανύψωση του σκυροδέματος που ζυγίζει 4 τόνους σε ύψος 30 μ., Εάν η ισχύς του κινητήρα γερανού ανύψωσης είναι 20 kW και η αποτελεσματικότητα του ηλεκτρικού κινητήρα του γερανού ανύψωσης είναι 75 %;
Προτροπή. Η αποτελεσματικότητα του ηλεκτρικού κινητήρα είναι ίση με το κόστος εργασίας για την ανύψωση του κινητήρα στη λειτουργία του κινητήρα. 
Πρόσθετες ερωτήσεις και εργασίες
15. Η μπάλα που ζυγίζει 200 \u200b\u200bg ρίχτηκε από ένα μπαλκόνι με ύψος 10 και υπό γωνία 45º στον ορίζοντα. Έχοντας φτάσει σε ένα μέγιστο ύψος 15 μ. Στην πτήση, η μπάλα έπεσε στο έδαφος.
α) Ποιο είναι το έργο της βαρύτητας κατά την ανύψωση της μπάλας;
β) Ποιο είναι το έργο της βαρύτητας, όταν η μπάλα κατεβαίνει;
Β) Ποιο είναι το έργο της βαρύτητας για όλη την ώρα της μπάλας;
δ) Υπάρχουν επιπλέον δεδομένα σχετικά με την κατάσταση;
16. Η σφαίρα με μάζα 0,5 kg εναιωρείται στην ακαμψία των 250 n / m και είναι σε ισορροπία. Η μπάλα ανυψώνεται έτσι ώστε η άνοιξη να γίνει άγνωστη, και απελευθερώνονται χωρίς ώθηση.
α) Ποιο ύψος έθεσε την μπάλα;
β) Ποιο είναι το έργο της βαρύτητας για το χρόνο κατά τη διάρκεια της οποίας η μπάλα κινείται προς τη θέση της ισορροπίας;
Γ) Ποιο είναι το έργο της δύναμης της ελαστικότητας για το χρόνο κατά τη διάρκεια της οποίας η μπάλα μετακινείται στη θέση της ισορροπίας;
δ) Ποιο είναι το έργο ίσο με την ισότητα όλων των δυνάμεων που συνδέονται με την μπάλα κατά τη διάρκεια του χρόνου κατά την οποία η μπάλα μετακινείται στη θέση της ισορροπίας;
17. Sanki ζυγίζει 10 κιλά κινήσεις χωρίς αρχική ταχύτητα από ένα χιονισμένο βουνό με γωνία κλίσης α \u003d 30º και κάποια απόσταση κατά μήκος της οριζόντιας επιφάνειας (Εικ. 28.13). Ο συντελεστής τριβής μεταξύ Sledding και Snow 0,1. Μήκος βάσης βουνών L \u003d 15 μ. 
α) Ποια είναι η μονάδα τριβής τριβής όταν η κλίση κινείται κατά μήκος της οριζόντιας επιφάνειας;
β) Ποιο είναι το έργο της δύναμης τριβής όταν το Sanok μετακινείται κατά μήκος της οριζόντιας επιφάνειας στο δρόμο 20 m;
γ) Ποια είναι η μονάδα τριβής δύναμης όταν το έλκηθρο κινείται στο βουνό;
δ) Ποιο είναι το έργο της δύναμης τριβής κατά την κάθοδο του Sanok;
ε) Ποιο είναι το έργο της βαρύτητας για την κάθοδο του Sanok;
ε) Ποιο είναι το έργο των αυτόματων δυνάμεων που ενεργούν σε Sanki, όταν κατεβαίνουν από το βουνό;
18. Το αυτοκίνητο που ζυγίζει 1 t κινείται με ταχύτητα 50 km / h. Ο κινητήρας αναπτύσσει ισχύ 10 kW. Η κατανάλωση βενζίνης είναι 8 λίτρα ανά 100 χλμ. Η πυκνότητα της βενζίνης είναι 750 kg / m3, και η ειδική καύση θερμότητας των 45 mJ / kg. Ποιος είναι ο κινητήρας KPD; Υπάρχουν επιπλέον δεδομένα στην κατάσταση;
Προτροπή. Η αποτελεσματικότητα του θερμικού κινητήρα είναι ίση με την αναλογία του κινητήρα που εκτελείται από τον κινητήρα στην ποσότητα θερμότητας, η οποία διαχωρίστηκε κατά τη διάρκεια της καύσης του καυσίμου.
Το άλογο τραβά το καλάθι με κάποια δύναμη, το αμφισβητούμε ΦΑ.έλξη. Ο παππούς κάθεται στο καλάθι πιέζει μαζί της με κάποια δύναμη. Δηλώστε το ΦΑ.Πίεση. Το καλάθι μετακινείται κατά μήκος της κατεύθυνσης της δύναμης ώθησης του αλόγου (δεξιά) και προς την κατεύθυνση της δύναμης πίεσης του παππού (κάτω) το καλάθι δεν κινείται. Επομένως, στη φυσική το λένε αυτό ΦΑ.η ώθηση κάνει την εργασία στο καλάθι, και ΦΑ.Η πίεση δεν λειτουργεί στο καλάθι.
Ετσι, εργασία εξουσίας πάνω από το σώμα ή Μηχανική εργασία - φυσική ποσότητα, η ενότητα των οποίων είναι ίση με το έργο της δύναμης στο δρόμο που ταξιδεύει το σώμα κατά μήκος της κατεύθυνσης της δράσης αυτής της δύναμηςμικρό:
Προς τιμήν του αγγλικού επιστήμονα, D.Joul, ονομάστηκε μια μονάδα μηχανικής εργασίας 1 joule (Σύμφωνα με τον τύπο, 1 J \u003d 1 N · m).
Εάν κάποια δύναμη ενεργεί στο υπό εξέταση σώμα, σημαίνει ότι κάποιο σώμα ενεργεί σε αυτό. ως εκ τούτου Εργασία δύναμης πάνω από το σώμα και το σώμα εργασίας πάνω από το σώμα - πλήρη συνώνυμα. Ωστόσο, το πρώτο έργο του σώματος κατά τη διάρκεια του δευτερολέπτου και το έργο του δεύτερου φορέα κατά τη διάρκεια του πρώτου είναι τα μερικά συνώνυμα, καθώς οι ενότητες αυτών των έργων είναι πάντα ίσες και τα σημάδια τους είναι πάντα αντίθετα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το σημείο "±" υπάρχει στον τύπο. Ας συζητήσουμε λεπτομερέστερα τα σημάδια εργασίας.
Οι αριθμητικές τιμές της δύναμης και των διαδρομών είναι πάντα μη αρνητικές τιμές. Σε αντίθεση με τους, η μηχανική εργασία μπορεί να έχει θετικά και αρνητικά σημεία. Εάν η κατεύθυνση της δύναμης συμπίπτει με την κατεύθυνση της κίνησης του σώματος, τότε Το έργο της δύναμης θεωρείται θετικό. Εάν η κατεύθυνση της δύναμης είναι απέναντι από την κατεύθυνση της κίνησης του σώματος, Το έργο της δύναμης θεωρεί αρνητικό (Πάρτε το "-" από "±" φόρμουλα). Εάν η κατεύθυνση της κίνησης του σώματος είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της δύναμης, τότε Μια τέτοια δύναμη δεν εκτελεί εργασία, δηλαδή, a \u003d 0.
Εξετάστε τρεις απεικονίσεις τριών πτυχών της μηχανικής εργασίας.
Η απόδοση της εργασίας μπορεί να φαίνεται διαφορετική από την άποψη των διαφόρων παρατηρητών. Εξετάστε ένα παράδειγμα: Ένα κορίτσι βόλτες σε ένα ασανσέρ επάνω. Κάνει μηχανική δουλειά; Το κορίτσι μπορεί να λειτουργήσει μόνο σε εκείνα τα όργανα που ενεργούν με βία. Ένα τέτοιο σώμα είναι μόνο ένα πράγμα - η καμπίνα του ανελκυστήρα, καθώς το κορίτσι πιέζει το βάρος του στο πάτωμα της. Τώρα πρέπει να μάθουμε αν η καμπίνα περάσει κάποιο τρόπο. Εξετάστε δύο επιλογές: με σταθερό και κινούμενο παρατηρητή.
Ας πρώτα το αγόρι παρατηρητή κάθεται στο έδαφος. Σε σχέση με αυτό, η καμπίνα ανελκυστήρα κινείται και περνάει κάποια διαδρομή. Το βάρος του κοριτσιού κατευθύνεται στην αντίθετη πλευρά, επομένως, το κορίτσι εκτελεί πάνω από την καταστροφή αρνητική μηχανική εργασία: ΕΝΑ.παρθένα< 0. Вообразим, что мальчик-наблюдатель пересел внутрь кабины движущегося лифта. Как и ранее, вес девочки действует на пол кабины. Но теперь по отношению к такому наблюдателю кабина лифта не движется. Поэтому с точки зрения наблюдателя в кабине лифта девочка не совершает механическую работу: ΕΝΑ.dev \u003d 0.
Στην καθημερινή μας εμπειρία, η λέξη "εργασία" βρίσκεται πολύ συχνά. Αλλά η φυσιολογική και η εργασία κατά την άποψη της φυσικής πρέπει να διακριθούν. Όταν έρχεστε από μαθήματα, λέτε: "Ω, όπως είμαι κουρασμένος!". Αυτό είναι ένα φυσιολογικό έργο. Ή, για παράδειγμα, το έργο της ομάδας στο λαϊκό παραμύθι "rack".
Εικόνα 1. Εργαστείτε στην καθημερινή αίσθηση της λέξης
Θα μιλήσουμε εδώ για την εργασία από την άποψη της φυσικής.
Η μηχανική εργασία εκτελείται εάν το σώμα κινείται υπό τη δράση της δύναμης. Το έργο υποδηλώνεται από το Λατινικό Γράμμα Α. Πιο αυστηρά προσδιορίζοντας τους ήχους εργασίας όπως αυτό.
Το έργο της δύναμης είναι η φυσική αξία ίση με το προϊόν της ποσότητας δύναμης σε απόσταση που διανύθηκε από το σώμα προς την κατεύθυνση της δύναμης.
Εικόνα 2. Η εργασία είναι μια φυσική αξία
Ο τύπος ισχύει όταν η σταθερή ισχύς είναι στο σώμα.
Στο διεθνές σύστημα μονάδων Si, η εργασία μετράται σε Joules.
Αυτό σημαίνει ότι εάν υπό τη δράση της δύναμης στο 1 Newton, το σώμα μετακόμισε σε 1 μέτρο, τότε 1 Joule εργάστηκε για αυτή τη δύναμη.
Η μονάδα εργασίας ονομάζεται μετά τον αγγλικό επιστήμονα James Prescotta Joule.
Εικόνα 3. James Prescott Joule (1818 - 1889)
Από τη φόρμουλα για τον υπολογισμό της εργασίας ακολουθεί ότι τρεις περιπτώσεις είναι δυνατές όταν το έργο είναι μηδέν.
Η πρώτη περίπτωση - όταν η δύναμη ενεργεί στο σώμα, αλλά το σώμα δεν κινείται. Για παράδειγμα, το σπίτι έχει τεράστια δύναμη βαρύτητας. Αλλά δεν κάνει τη δουλειά, αφού το σπίτι είναι ακόμα.
Η δεύτερη περίπτωση - όταν το σώμα κινείται κατά μήκος της αδράνειας, δηλαδή, δεν υπάρχουν δυνάμεις σε αυτό. Για παράδειγμα, ένα διαστημικό σκάφος κινείται σε διαγαλαξιακό χώρο.
Η τρίτη περίπτωση - όταν το σώμα ενεργεί στο σώμα, κάθετα προς την κατεύθυνση της κίνησης του σώματος. Σε αυτή την περίπτωση, αν και το σώμα κινείται και η δύναμη σε αυτό λειτουργεί, αλλά δεν υπάρχει κίνηση του σώματος προς την κατεύθυνση της δύναμης.
Σχήμα 4. Τρεις περιπτώσεις όταν η εργασία είναι μηδενική
Θα πρέπει επίσης να ειπωθεί ότι το έργο της αντοχής μπορεί να είναι αρνητικό. Έτσι θα είναι εάν συμβεί η κίνηση του σώματος Ενάντια στην κατεύθυνση της δύναμης. Για παράδειγμα, όταν η βαλβίδα ανύψωσης με ένα καλώδιο ανυψώνει το φορτίο πάνω από το έδαφος, το έργο της βαρύτητας είναι αρνητικό (και το έργο της δύναμης της ελαστικότητας του καλωδίου, κατευθύνεται προς τα πάνω, είναι θετικό).
Ας υποθέσουμε ότι, κατά την εκτέλεση εργασιών κατασκευής, πρέπει να επιπλέουν άμμο. Ο εκσκαφέας για αυτό θα χρειαστεί λίγα λεπτά και ο εργαζόμενος με τη βοήθεια του φτυάρι θα πρέπει να εργαστεί για αρκετές ώρες. Αλλά και ο εκσκαφέας, και ο εργαζόμενος θα εκπληρώσει ίδιος έργο.
Σχήμα 5. Το ίδιο έργο μπορεί να πραγματοποιηθεί σε διαφορετικούς χρόνους.
Προκειμένου να χαρακτηριστεί η ταχύτητα εκτέλεσης της εργασίας στη φυσική, χρησιμοποιείται μια τιμή που ονομάζεται δύναμη.
Η ισχύς είναι μια φυσική αξία ίση με την αναλογία της εφαρμογής του.
Η ισχύς δηλώνεται από τη λατινική επιστολή Ν..
Μονάδα μέτρησης ισχύος Ι σύστημα Si είναι Watt.
Ένα Watt είναι μια εξουσία στην οποία η εργασία σε μια Joule εκτελείται σε ένα δευτερόλεπτο.
Η μονάδα ισχύος ονομάζεται από τον αγγλικό επιστήμονα, τον εφευρέτη του ατμού James Watt.
Εικόνα 6. James Watt (1736 - 1819)
Συνδυάζουμε τον τύπο για τον υπολογισμό της εργασίας με τον τύπο για τον υπολογισμό της ισχύος.
Θυμηθείτε τώρα ότι η στάση του μονοπατιού που ταξίδεψε το σώμα, ΜΙΚΡΟ.με κίνηση Τ. αντιπροσωπεύει την ταχύτητα του σώματος v..
Με αυτόν τον τρόπο, Η ισχύς είναι ίση με το προϊόν της αριθμητικής αξίας της δύναμης στην ταχύτητα του σώματος προς την κατεύθυνση της δύναμης.
Αυτός ο τύπος είναι βολικός να χρησιμοποιείται κατά την επίλυση προβλημάτων στην οποία η δύναμη ενεργεί στο σώμα που κινείται με μια ορισμένη ταχύτητα.
Βιβλιογραφία
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Συλλογή καθηκόντων στη φυσική για 7-9 κατηγορίες γενικών εκπαιδευτικών ιδρυμάτων. - 17ο ed. - M.: Διαφωτισμός, 2004.
- Pryrickin a.v. Η φυσικη. 7 cl. - 14ο ed., Στερεότυπο. - Μ.: Drop, 2010.
- Pryrickin a.v. Συλλογή εργασιών στη φυσική, 7-9 Cl.: 5η Ed., Στερεότυπο. - M: Εκδόσεις "εξετάσεις", 2010.
- Internet Portal Physics.ru ().
- Το φεστιβάλ πύλης Internet 1Sepmember.ru ().
- Portal Internet Fizportal.ru ().
- Portal Internet Elkin52.narod.ru ().
Εργασία για το σπίτι
- Σε ποιες περιπτώσεις είναι η εργασία ίση με το μηδέν;
- Πώς ταξιδεύει η δουλειά στην κατεύθυνση της δύναμης; Προς την αντίθετη κατεύθυνση;
- Τι είδους εργασία κάνει η δύναμη της τριβής που ενεργεί στο τούβλο, όταν κινείται 0,4 μ; Η δύναμη τριβής είναι 5 Ν.
Πριν από την αποκατάσταση του θέματος "Τι μετράται με την εργασία", είναι απαραίτητο να κάνετε μια μικρή υποχώρηση. Όλα σε αυτόν τον κόσμο υπόκεινται στους νόμους της φυσικής. Κάθε διαδικασία ή φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί με βάση ορισμένους νόμους της φυσικής. Για κάθε μετρημένη τιμή υπάρχει μια μονάδα στην οποία γίνεται αποδεκτή. Οι μονάδες μετρήσεων παραμένουν αμετάβλητες και έχουν μία μόνο τιμή σε όλο τον κόσμο.
Ο λόγος για αυτό είναι το ακόλουθο. Σε εννιακόσια δεκαετία, υιοθετήθηκε ένα σύστημα μέτρησης στο ενδέκατο γενικό συνέδριο για τα μέτρα και τα βάρη. Αυτό το σύστημα έχει λάβει το όνομα του Le Système International D'Unités, Si (SI Intermental System). Το σύστημα αυτό έχει γίνει το βασικό για τους ορισμούς των μονάδων μέτρησης και τις σχέσεις τους που λαμβάνονται σε όλο τον κόσμο.
Φυσικοί όροι και ορολογία
Στη φυσική, η μονάδα μέτρησης της εργασίας ονομάζεται J (Joule), προς τιμήν του αγγλικού επιστήμονα James Joule, ο οποίος συνέβαλε μεγάλη συμβολή στην ανάπτυξη του τμήματος της θερμοδυναμικής στη φυσική. Ένα Joule είναι ίσο με το έργο που εκτελείται με βία σε ένα h (Newton), όταν μετακινεί την εφαρμογή του σε ένα m (μετρητή) προς την κατεύθυνση της δύναμης. Ένα H (Newton) είναι ίσο με τη δύναμη, ζυγίζοντας ένα kg (κιλό), ενώ επιταχύνεται σε ένα m / s2 (μετρητή ανά δευτερόλεπτο) προς την κατεύθυνση της δύναμης.
Προς ενημέρωσή σας. Στη φυσική, όλα είναι διασυνδεδεμένα, η εκτέλεση οποιασδήποτε εργασίας συνδέεται με την εφαρμογή πρόσθετων ενεργειών. Για παράδειγμα, μπορείτε να πάρετε έναν ανεμιστήρα νοικοκυριού. Όταν ο ανεμιστήρας είναι ενεργοποιημένος, η λεπίδα του ανεμιστήρα αρχίζει να περιστρέφεται. Οι περιστρεφόμενες λεπίδες επηρεάζουν τη ροή του αέρα δίνοντάς του κατευθυντική κίνηση. Αυτό είναι το αποτέλεσμα της εργασίας. Αλλά η εκτέλεση της εργασίας, ο αντίκτυπος άλλων δυνάμεων τρίτων είναι απαραίτητος, χωρίς το οποίο η απόδοση είναι αδύνατη. Αυτά περιλαμβάνουν ηλεκτρικό ρεύμα, ισχύ, τάση και πολλές άλλες αλληλένδετες τιμές.
Το ηλεκτρικό ρεύμα, κατ 'ουσία, είναι μια διέταξε την κίνηση των ηλεκτρονίων στον αγωγό ανά μονάδα χρόνου. Το ηλεκτρικό ρεύμα βασίζεται σε θετικά ή αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Ονομάζονται ηλεκτρικές χρεώσεις. Που υποδηλώνεται από τα γράμματα C, Q, Cl (κρεμαστό κόσμημα), που ονομάστηκε από τον γάλλο επιστήμονα και τον εφευρέτη Charles Kulon. Στο σύστημα c είναι μια μονάδα μέτρησης του αριθμού των φορτισμένων ηλεκτρονίων. 1C είναι ίση με τον όγκο των φορτισμένων σωματιδίων που ρέουν μέσω της διατομής του αγωγού ανά μονάδα χρόνου. Μια μονάδα χρόνου εννοείται ένα δευτερόλεπτο. Ο τύπος ηλεκτρικού φορτίου παρουσιάζεται παρακάτω στο σχήμα.
Η ισχύς του ηλεκτρικού ρεύματος δηλώνεται με το γράμμα Α (αμπέρ). Το Ampere είναι μια μονάδα στη φυσική, χαρακτηρίζοντας τη μέτρηση του έργου της δύναμης, η οποία δαπανάται για να μεταφέρει τις χρεώσεις από τον αγωγό. Στην ουσία, το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια μετακίνηση ηλεκτρονικής κίνησης στον αγωγό υπό την επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Κάτω από τον αγωγό σημαίνει υλικά ή άλατα τήγματος (ηλεκτρολύτη) που έχουν μικρή αντοχή στη διέλευση των ηλεκτρονίων. Για το ηλεκτρικό ρεύμα, επηρεάζουν δύο φυσικές ποσότητες: τάση και αντίσταση. Θα συζητηθούν παρακάτω. Το ρεύμα είναι πάντα άμεσα ανάλογο με την τάση και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίσταση.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια μετακίνηση ηλεκτρονικής κίνησης στον αγωγό. Αλλά υπάρχει μια απόχρωση: για το κίνημά τους χρειάζεστε ένα ορισμένο αντίκτυπο. Αυτός ο αντίκτυπος δημιουργείται δημιουργώντας μια πιθανή διαφορά. Η ηλεκτρική φόρτιση μπορεί να είναι θετική ή αρνητική. Οι θετικές χρεώσεις προσπαθούν πάντα για αρνητικές χρεώσεις. Αυτό είναι απαραίτητο για την ισορροπία του συστήματος. Η διαφορά μεταξύ του αριθμού των θετικών και αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων ονομάζεται ηλεκτρικά τάση.
Η ισχύς είναι η ποσότητα ενέργειας που δαπανάται για την εκτέλεση της εργασίας σε ένα J (JOL) κατά τη διάρκεια του χρονικού διαστήματος ενός δευτερολέπτου. Η μονάδα μέτρησης στη φυσική υποδεικνύεται ως W (Watt), στο σύστημα Si W (Watt). Δεδομένου ότι η ισχύς θεωρείται, εδώ είναι η αξία της δαπάνης ηλεκτρικής ενέργειας για να εκτελέσει μια συγκεκριμένη ενέργεια σε μια χρονική περίοδο.
Στην καθημερινή ζωή συχνά πρέπει να συναντηθούν με μια τέτοια έννοια ως εργασία. Τι σημαίνει αυτή η λέξη στη φυσική και πώς να καθορίσει το έργο της δύναμης της ελαστικότητας; Απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις θα μάθετε στο άρθρο.
Μηχανική εργασία
Η εργασία είναι μια κλιμακωτή αλγεβρική αξία που χαρακτηρίζει τη σχέση μεταξύ αντοχής και κίνησης. Όταν η κατεύθυνση αυτών των δύο μεταβλητών συμπίπτει, υπολογίζεται σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο:
- ΦΑ. - Μονάδα του φορέα ισχύος που κάνει την εργασία.
- ΜΙΚΡΟ. - Μονάδα φορέα κίνησης.
Όχι πάντα η δύναμη που ενεργεί στο σώμα κάνει την εργασία. Για παράδειγμα, το έργο της βαρύτητας είναι μηδέν εάν η κατεύθυνσή του είναι κάθετη προς την κίνηση του σώματος.
Εάν ο φορέας ισχύος σχηματίζει διαφορετική γωνία από το μηδέν με ένα φορέα κίνησης, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας άλλος τύπος για τον προσδιορισμό της λειτουργίας:
A \u003d fscosa.
α - τη γωνία μεταξύ των εκδόσεων της αντοχής και της κίνησης.
Σημαίνει Μηχανική εργασία - Πρόκειται για ένα προϊόν της προβολής βίας προς την κατεύθυνση της κίνησης και της μονάδας κίνησης ή του προϊόντος της προβολής κίνησης προς την κατεύθυνση της δύναμης και της μονάδας αυτής της δύναμης.
Σημάδι μηχανικής εργασίας
Ανάλογα με την κατεύθυνση της δύναμης σε σχέση με την κίνηση του σώματος, η εργασία Α μπορεί να είναι:
- Θετικός (0°≤ α<90°);
- Αρνητικός (90 °<α≤180°);
- ίση με το μηδέν (Α \u003d 90 °).
Εάν ένα\u003e 0, τότε η ταχύτητα του σώματος αυξάνεται. Ένα παράδειγμα είναι η πτώση του μήλου από το δέντρο στο έδαφος. Με.<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.
Μονάδα μέτρησης της εργασίας σε SI (Διεθνείς μονάδες) - Joule (1n * 1m \u003d J). Η Joule είναι το έργο της δύναμης, η αξία του οποίου είναι 1 Newton, όταν μετακινεί το σώμα με 1 μέτρο προς την κατεύθυνση της δύναμης.
Εργασία της αντοχής της ελαστικότητας
Το έργο της δύναμης μπορεί να καθοριστεί και γραφικά. Για το λόγο αυτό, υπολογίζεται η περιοχή του καμπυλόγραμμα κάτω από το γράφημα F S (x).
Έτσι, σύμφωνα με το διάγραμμα της εξάρτησης της δύναμης της ελαστικότητας από την επέκταση της άνοιξης, είναι δυνατόν να αντληθεί ο τύπος για τη λειτουργία της δύναμης της ελαστικότητας.
Είναι ίση:
A \u003d kx 2/2
- Κ. - ακαμψία;
- Χ. - απόλυτη επιμήκυνση.
Τι γνωρίζαμε;
Η μηχανική εργασία εκτελείται υπό δράση στο σώμα της δύναμης, η οποία οδηγεί στην κίνηση του σώματος. Ανάλογα με τη γωνία που εμφανίζεται μεταξύ της δύναμης και της κίνησης, η εργασία μπορεί να είναι μηδέν ή να έχει αρνητικό ή θετικό σημάδι. Στο παράδειγμα της αντοχής της ελαστικότητας, μάθατε για τη γραφική μέθοδο καθορισμού της εργασίας.