Το έργο της δύναμης στο si. μηχανική εργασία

Το άλογο τραβάει το κάρο με κάποια δύναμη, ας το δηλώσουμε φάέλξη. Ο παππούς, που κάθεται στο κάρο, την πιέζει με λίγη δύναμη. Ας το χαρακτηρίσουμε φάπίεση Το κάρο κινείται προς την κατεύθυνση της δύναμης έλξης του αλόγου (προς τα δεξιά), αλλά προς την κατεύθυνση της δύναμης πίεσης του παππού (κάτω), το κάρο δεν κινείται. Επομένως, στη φυσική το λένε αυτό φάη έλξη λειτουργεί στο καλάθι, και φάη πίεση δεν κάνει δουλειά στο καρότσι.

Ετσι, εργασία που γίνεται από μια δύναμη σε ένα σώμα μηχανική εργασία- ένα φυσικό μέγεθος, το μέτρο του οποίου είναι ίσο με το γινόμενο της δύναμης και της διαδρομής που διανύει το σώμα κατά την κατεύθυνση δράσης αυτής της δύναμηςμικρό:

Προς τιμήν του Άγγλου επιστήμονα D. Joule ονομάστηκε η μονάδα μηχανικής εργασίας 1 τζάουλ(σύμφωνα με τον τύπο, 1 J = 1 N m).

Εάν μια ορισμένη δύναμη ενεργεί στο εξεταζόμενο σώμα, τότε ένα ορισμένο σώμα ενεργεί σε αυτό. Να γιατί το έργο μιας δύναμης σε ένα σώμα και το έργο ενός σώματος σε ένα σώμα είναι εντελώς συνώνυμα.Ωστόσο, το έργο του πρώτου σώματος στο δεύτερο και το έργο του δεύτερου σώματος στο πρώτο είναι εν μέρει συνώνυμα, αφού οι ενότητες αυτών των έργων είναι πάντα ίσες και τα σημάδια τους είναι πάντα αντίθετα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το σύμβολο "±" υπάρχει στον τύπο. Ας συζητήσουμε τα σημάδια της εργασίας με περισσότερες λεπτομέρειες.

Οι αριθμητικές τιμές της δύναμης και της διαδρομής είναι πάντα μη αρνητικές τιμές. Αντίθετα, η μηχανική εργασία μπορεί να έχει θετικά και αρνητικά σημάδια. Αν η φορά της δύναμης συμπίπτει με την κατεύθυνση κίνησης του σώματος, τότε το έργο που κάνει η δύναμη θεωρείται θετικό.Εάν η κατεύθυνση της δύναμης είναι αντίθετη από την κατεύθυνση κίνησης του σώματος, το έργο που κάνει η δύναμη θεωρείται αρνητικό.(παίρνουμε το "-" από τον τύπο "±"). Αν η φορά κίνησης του σώματος είναι κάθετη προς την κατεύθυνση της δύναμης, τότε μια τέτοια δύναμη δεν λειτουργεί, δηλαδή Α = 0.

Εξετάστε τρεις απεικονίσεις σχετικά με τρεις πτυχές της μηχανικής εργασίας.

Η εργασία με τη βία μπορεί να φαίνεται διαφορετική από την οπτική γωνία διαφορετικών παρατηρητών.Σκεφτείτε ένα παράδειγμα: ένα κορίτσι ανεβάζει το ασανσέρ. Κάνει μηχανικές εργασίες; Ένα κορίτσι μπορεί να κάνει δουλειά μόνο σε εκείνα τα σώματα στα οποία ενεργεί με τη βία. Υπάρχει μόνο ένα τέτοιο σώμα - ο θάλαμος του ανελκυστήρα, καθώς η κοπέλα πιέζει το πάτωμά της με το βάρος της. Τώρα πρέπει να μάθουμε αν η καμπίνα πάει κάπως. Εξετάστε δύο επιλογές: με ακίνητο και κινούμενο παρατηρητή.

Αφήστε το αγόρι παρατηρητή να καθίσει πρώτα στο έδαφος. Σε σχέση με αυτό, ο θάλαμος του ανελκυστήρα ανεβαίνει και πηγαίνει κάπως. Το βάρος του κοριτσιού κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση - προς τα κάτω, επομένως, το κορίτσι εκτελεί αρνητική μηχανική εργασία στην καμπίνα: ΕΝΑπαρθένες< 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 = 0.

Ο λόγος απόδοσης δείχνει την αναλογία της χρήσιμης εργασίας που εκτελείται από έναν μηχανισμό ή μια συσκευή προς τη δαπάνη. Συχνά, η εργασία που δαπανάται λαμβάνεται ως η ποσότητα ενέργειας που καταναλώνει μια συσκευή για να εκτελέσει εργασία.

Θα χρειαστείτε

1. - αυτοκίνητο;
2. - θερμόμετρο
3. - αριθμομηχανή.

Εντολή

1. Για να υπολογίσετε την αναλογία χρήσιμος Ενέργειες(αποτελεσματικότητα) διαιρέστε το χρήσιμο έργο Ap με το έργο που δαπανήθηκε Az και πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα με 100% (απόδοση = Ap/Az∙100%). Λάβετε το αποτέλεσμα ως ποσοστό.
2. Κατά τον υπολογισμό της απόδοσης μιας θερμικής μηχανής, θεωρήστε τη μηχανική εργασία που εκτελεί ο μηχανισμός ως χρήσιμη εργασία. Για την εργασία που δαπανήθηκε, λάβετε την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται από το καύσιμο καύσιμο, το οποίο είναι η πηγή ενέργειας για τον κινητήρα.
3. Παράδειγμα. Η μέση ελκτική δύναμη ενός κινητήρα αυτοκινήτου είναι 882 N. Καταναλώνει 7 κιλά βενζίνης ανά 100 km. Προσδιορίστε την απόδοση του κινητήρα του. Βρείτε πρώτα μια χρήσιμη δουλειά. Είναι ίσο με το γινόμενο της δύναμης F από την απόσταση S, που ξεπερνιέται από το σώμα υπό την επιρροή του Ап=F∙S. Προσδιορίστε την ποσότητα θερμότητας που θα απελευθερωθεί κατά την καύση 7 κιλών βενζίνης, αυτή θα είναι η καταναλωμένη εργασία Аз=Q=q∙m, όπου q είναι η ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου, για τη βενζίνη είναι 42∙10^ 6 J/kg, και m είναι η μάζα αυτού του καυσίμου. Η απόδοση του κινητήρα θα είναι ίση με την απόδοση=(F∙S)/(q∙m)∙100%= (882∙100000)/(42∙10^6∙7)∙100%=30%.
4. Γενικά, για να βρεθεί η απόδοση οποιασδήποτε θερμικής μηχανής (μηχανής εσωτερικής καύσης, ατμομηχανής, τουρμπίνας κ.λπ.), όπου η εργασία γίνεται με αέριο, έχει συντελεστή χρήσιμος Ενέργειεςίση με τη διαφορά της θερμότητας που εκπέμπει ο θερμαντήρας Q1 και λαμβάνεται από το ψυγείο Q2, βρείτε τη διαφορά στη θερμότητα του θερμαντήρα και του ψυγείου και διαιρέστε με τη θερμότητα του θερμαντήρα Αποδοτικότητα = (Q1-Q2)/Q1 . Εδώ, η απόδοση μετριέται σε υποπολλαπλάσια από το 0 έως το 1, για να μετατρέψετε το αποτέλεσμα σε ποσοστό, πολλαπλασιάστε το με το 100.
5. Για να αποκτήσετε την απόδοση μιας ιδανικής θερμικής μηχανής (μηχανής Carnot), βρείτε τον λόγο της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ του θερμαντήρα T1 και του ψυγείου T2 προς τη θερμοκρασία του θερμαντήρα COP=(T1-T2)/T1. Αυτή είναι η μέγιστη δυνατή απόδοση για έναν συγκεκριμένο τύπο θερμικής μηχανής με δεδομένες θερμοκρασίες του θερμαντήρα και του ψυγείου.
6. Για έναν ηλεκτροκινητήρα, βρείτε την εργασία που δαπανήθηκε ως γινόμενο της ισχύος και το χρόνο που εκτελείται. Για παράδειγμα, εάν ένας ηλεκτροκινητήρας γερανού με ισχύ 3,2 kW ανυψώσει φορτίο 800 kg σε ύψος 3,6 m σε 10 δευτερόλεπτα, τότε η απόδοσή του είναι ίση με την αναλογία χρήσιμης εργασίας Ap=m∙g∙h, όπου m είναι η μάζα του φορτίου, g≈10 m / s² επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης, h - το ύψος στο οποίο ανυψώθηκε το φορτίο και το καταναλισκόμενο έργο Az \u003d P∙t, όπου P είναι η ισχύς του κινητήρα, t είναι η χρόνο λειτουργίας του. Λάβετε τον τύπο για τον προσδιορισμό της απόδοσης = Ap / Az ∙ 100% = (m ∙ g ∙ h) / (Р ∙ t) ∙ 100% =% = (800 ∙ 10 ∙ 3,6) / (3200 ∙ ∙ = 10) 90%.

Ποια είναι η φόρμουλα για χρήσιμη εργασία;

Χρησιμοποιώντας αυτόν ή τον άλλο μηχανισμό, κάνουμε δουλειά, η οποία υπερβαίνει πάντα αυτό που είναι απαραίτητο για την επίτευξη του στόχου. Σύμφωνα με αυτό, γίνεται διάκριση μεταξύ του συνολικού ή δαπανηθέντος έργου Αζ και του χρήσιμου έργου Αν. Αν, για παράδειγμα, στόχος μας είναι να σηκώσουμε ένα φορτίο μάζας m σε ύψος Η, τότε χρήσιμο έργο είναι αυτό που οφείλεται μόνο στην υπέρβαση της δύναμης της βαρύτητας που ασκεί το φορτίο. Με ομοιόμορφη ανύψωση του φορτίου, όταν η δύναμη που ασκείται από εμάς είναι ίση με τη δύναμη βαρύτητας του φορτίου, αυτό το έργο μπορεί να βρεθεί ως εξής:
Αν =FH= mgH

Τι είναι η εργασία στον τύπο ορισμού της φυσικής. nn

Βίκτορ Τσερνομπρόβιν

Στη φυσική, «μηχανικό έργο» είναι το έργο κάποιας δύναμης (βαρύτητας, ελαστικότητας, τριβής κ.λπ.) σε ένα σώμα, με αποτέλεσμα το σώμα να κινείται. Μερικές φορές μπορείτε να βρείτε την έκφραση "το σώμα έχει κάνει τη δουλειά", που βασικά σημαίνει "η δύναμη που ενεργεί στο σώμα έχει κάνει τη δουλειά".

Εβγκένι Μακάροφ

Το έργο είναι ένα φυσικό μέγεθος, αριθμητικά ίσο με το γινόμενο της δύναμης και της μετατόπισης προς την κατεύθυνση αυτής της δύναμης και που προκαλείται από αυτήν.
Αντίστοιχα, ο τύπος A = F*s. Αν η κίνηση προς την κατεύθυνση δεν συμπίπτει με την κατεύθυνση της δύναμης, τότε εμφανίζεται το συνημίτονο της γωνίας.

Aysha Allakulova

ρωμαϊκά σπουργίτια

Η εργασία είναι μια διαδικασία που απαιτεί την εφαρμογή ψυχικής ή σωματικής προσπάθειας, η οποία στοχεύει στην επίτευξη ενός συγκεκριμένου αποτελέσματος. Η εργασία, κατά κανόνα, καθορίζει την κοινωνική θέση ενός ατόμου. Και είναι, στην πραγματικότητα, η κύρια κινητήρια δύναμη της προόδου στην κοινωνία. Η εργασία, ως φαινόμενο, ενυπάρχει μόνο στους ζωντανούς οργανισμούς και κυρίως στον άνθρωπο.

Μηχανικός

Το μηχανικό έργο είναι ένα φυσικό μέγεθος που είναι ένα βαθμωτό ποσοτικό μέτρο της δράσης μιας δύναμης ή δυνάμεων σε ένα σώμα ή σύστημα, ανάλογα με την αριθμητική τιμή, την κατεύθυνση της δύναμης (δυνάμεις) και τη μετατόπιση ενός σημείου (σημεία). , σώμα ή σύστημα.

Βοηθήστε με να καταλάβω τη φόρμουλα!

Syoma

σε κάθε περίπτωση, θεωρούμε διαφορετική χρήσιμη ενέργεια, αλλά συνήθως είναι η εργασία ή η θερμότητα που μας ενδιέφερε (για παράδειγμα, η εργασία του αερίου για την κίνηση του εμβόλου) και η ενέργεια που καταναλώθηκε είναι η ενέργεια που προδώσαμε με τη σειρά για να λειτουργήσουν τα πάντα (για παράδειγμα, η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση καυσόξυλων κάτω από έναν κύλινδρο με ένα έμβολο, μέσα στον οποίο υπάρχει αέριο, το οποίο, εκτονώνοντας, έκανε τη δουλειά που θεωρούσαμε χρήσιμη)
ε, έτσι πρέπει να είναι

Ας πάρουμε για παράδειγμα μια ατμομηχανή.
Χρειάζονται y τόνοι άνθρακα για να διανύσει κανείς x km. Κατά την καύση του άνθρακα, μόνο Q1 θερμότητας θα απελευθερωθεί, αλλά δεν θα μετατραπεί όλη η θερμότητα σε χρήσιμο έργο (σύμφωνα με τους νόμους της θερμοδυναμικής, αυτό είναι αδύνατο). Χρήσιμη δουλειά σε αυτή την περίπτωση είναι η κίνηση της ατμομηχανής.
Αφήστε τη δύναμη αντίστασης F να δράσει στην ατμομηχανή κατά την κίνηση (προκύπτει λόγω τριβής στους μηχανισμούς και λόγω άλλων παραγόντων).
Έτσι, έχοντας διανύσει x km, η ατμομηχανή θα κάνει το έργο Q2 = x*F
Με αυτόν τον τρόπο,
Q1 - καταναλωμένη ενέργεια
Q2 - χρήσιμη εργασία

DeltaQ \u003d (Q1 - Q2) - η ενέργεια που δαπανάται για την αντιμετώπιση της τριβής, τη θέρμανση του περιβάλλοντος αέρα κ.λπ.

Τεχνική υποστήριξη

Αποτελεσματικότητα - χρήσιμη ΕΡΓΑΣΙΑ που δαπανάται.
Για παράδειγμα, απόδοση = 60%, η θέρμανση απαιτεί 60 joules από την καύση της ουσίας. Αυτή είναι χρήσιμη δουλειά.
Μας ενδιαφέρει το δαπανημένο, δηλαδή πόση θερμότητα απελευθερώθηκε εάν χρησιμοποιούσαν 60 J για θέρμανση.
Ας υπογράψουμε.

Αποδοτικότητα=Απολ/Αζατρ
0,6=60/Azatr
Azatr=60/0,6=100J

Όπως μπορείτε να δείτε, εάν μια ουσία καεί με τέτοια απόδοση και απελευθερωθούν 100 J (εργασία που δαπανάται) κατά την καύση, τότε μόνο το 60% πήγε στη θέρμανση, δηλαδή 60 J (χρήσιμη εργασία). Η υπόλοιπη θερμότητα διαλύθηκε.

Προκόροφ Αντόν

Πρέπει να γίνει κατανοητό με την κυριολεκτική έννοια: Αν μιλάμε για θερμική ενέργεια, τότε θεωρούμε την ενέργεια που δίνει το καύσιμο ως ξοδευμένη και θεωρούμε την ενέργεια που καταφέραμε να χρησιμοποιήσουμε για να πετύχουμε τον στόχο μας, για παράδειγμα, ποια ενέργεια κατσαρόλα με νερό που έλαβε, ως χρήσιμο.
Η χρήσιμη ενέργεια είναι πάντα λιγότερη από ό,τι ξοδεύεται!

Futynehf

Ο συντελεστής αποδοτικότητας εκφράζεται ως ποσοστό, χαρακτηρίζει το ποσοστό που πήγε σε χρήσιμη εργασία από το σύνολο των δαπανών. Πιο απλά, η ενέργεια που καταναλώνεται είναι η ωφέλιμη ενέργεια + η ενέργεια απώλειας θερμότητας στο σύστημα (αν μιλάμε για θερμότητα κ.λπ.) τριβή. ζέστη με καυσαέρια αν εννοείς αυτοκίνητο

φόρμουλα για αποτελεσματικότητα; είναι η εργασία χρήσιμη και ολοκληρωμένη;

Τροχιακός αστερισμός

Αποδοτικότητα
Αποδοτικότητα
(απόδοση), χαρακτηριστικό της απόδοσης ενός συστήματος (συσκευής, μηχανής) σε σχέση με τη μετατροπή ή τη μεταφορά ενέργειας· καθορίζεται από την αναλογία της χρήσιμης ενέργειας που χρησιμοποιείται προς τη συνολική ποσότητα ενέργειας που λαμβάνει το σύστημα. συνήθως συμβολίζεται με h = Wfull/Wcymmary.
Στους ηλεκτρικούς κινητήρες, η απόδοση είναι ο λόγος της εκτελεσθείσας (χρήσιμης) μηχανικής εργασίας προς την ηλεκτρική ενέργεια που λαμβάνεται από την πηγή. σε θερμικές μηχανές - ο λόγος της χρήσιμης μηχανικής εργασίας προς την ποσότητα της θερμότητας που δαπανάται. σε ηλεκτρικούς μετασχηματιστές - ο λόγος της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας που λαμβάνεται στο δευτερεύον τύλιγμα προς την ενέργεια που καταναλώνεται από το πρωτεύον τύλιγμα. Για τον υπολογισμό της απόδοσης, διαφορετικοί τύποι ενέργειας και μηχανικής εργασίας εκφράζονται στις ίδιες μονάδες με βάση το μηχανικό ισοδύναμο της θερμότητας και άλλες παρόμοιες αναλογίες. Λόγω της γενικότητάς της, η έννοια της απόδοσης καθιστά δυνατή τη σύγκριση και αξιολόγηση από μια ενοποιημένη σκοπιά τέτοιων διαφορετικών συστημάτων όπως πυρηνικοί αντιδραστήρες, ηλεκτρικές γεννήτριες και κινητήρες, θερμοηλεκτρικοί σταθμοί, συσκευές ημιαγωγών, βιολογικά αντικείμενα κ.λπ.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Work_force
Το ωφέλιμο φορτίο είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας.
Συχνά εισάγεται η παράμετρος «αποτελεσματικότητα», ως ο λόγος του «βάρους» του ωφέλιμου φορτίου προς το συνολικό «βάρος» του συστήματος. Σε αυτήν την περίπτωση, το "βάρος" μπορεί να μετρηθεί τόσο σε κιλά / τόνους, όσο και σε bit (κατά τη μετάδοση πακέτων μέσω του δικτύου), ή λεπτά / ώρες (κατά τον υπολογισμό της απόδοσης του χρόνου του επεξεργαστή) ή σε άλλες μονάδες.
http://en.wikipedia.org/wiki/Payload

Τι είναι η χρήσιμη εργασία και τι η εργασία που δαπανάται;

Βλαντιμίρ Ποπόφ

Χρησιμοποιώντας αυτόν ή τον άλλο μηχανισμό, κάνουμε δουλειά, η οποία υπερβαίνει πάντα αυτό που είναι απαραίτητο για την επίτευξη του στόχου. Σύμφωνα με αυτό, γίνεται διάκριση μεταξύ του συνολικού ή δαπανηθέντος έργου Αζ και του χρήσιμου έργου Αν. Εάν, για παράδειγμα, ο στόχος μας είναι να σηκώσουμε ένα φορτίο μάζας w σε ύψος H, τότε χρήσιμο έργο είναι αυτό που οφείλεται μόνο στην υπέρβαση της δύναμης της βαρύτητας που ασκεί το φορτίο. Με ομοιόμορφη ανύψωση του φορτίου, όταν η δύναμη που ασκείται από εμάς είναι ίση με τη δύναμη βαρύτητας του φορτίου, αυτό το έργο μπορεί να βρεθεί ως εξής:

Αν χρησιμοποιήσουμε ένα μπλοκ ή κάποιον άλλο μηχανισμό για να σηκώσουμε το φορτίο, τότε, εκτός από τη βαρύτητα του φορτίου, πρέπει να ξεπεράσουμε και τη βαρύτητα των τμημάτων του μηχανισμού, καθώς και τη δύναμη τριβής που ασκεί ο μηχανισμός. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα κινητό μπλοκ, θα πρέπει να κάνουμε πρόσθετη εργασία για να σηκώσουμε το ίδιο το μπλοκ με ένα καλώδιο και να ξεπεράσουμε τη δύναμη τριβής στον άξονα του μπλοκ. Επιπλέον, κερδίζοντας σε δύναμη, χάνουμε πάντα στο δρόμο (περισσότερα για αυτό παρακάτω), κάτι που επίσης επηρεάζει τη δουλειά. Όλα αυτά οδηγούν στο γεγονός ότι η εργασία που περάσαμε είναι πιο χρήσιμη:
Αζ > Απ.
Η χρήσιμη εργασία είναι πάντα μόνο ένα μέρος της συνολικής εργασίας που κάνει ένα άτομο χρησιμοποιώντας έναν μηχανισμό.
Η φυσική ποσότητα που δείχνει ποια είναι η αναλογία χρήσιμης εργασίας από το σύνολο της εργασίας που δαπανάται ονομάζεται αποτελεσματικότητα του μηχανισμού.

Υπέροχος

Η αποδοτικότητα (efficiency) δείχνει ποιο ποσοστό της συνολικής εργασίας που δαπανάται είναι χρήσιμη εργασία.
Για να βρείτε την αποτελεσματικότητα, πρέπει να βρείτε την αναλογία χρήσιμης εργασίας προς τη δαπάνη:

Στη φυσική, η έννοια της «εργασίας» έχει διαφορετικό ορισμό από αυτόν που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή. Συγκεκριμένα, ο όρος «εργασία» χρησιμοποιείται όταν μια φυσική δύναμη προκαλεί την κίνηση ενός αντικειμένου. Γενικά, αν μια ισχυρή δύναμη κάνει ένα αντικείμενο να μετακινηθεί πολύ μακριά, τότε γίνεται πολλή δουλειά. Και αν η δύναμη είναι μικρή ή το αντικείμενο δεν κινείται πολύ μακριά, τότε μόνο λίγη δουλειά. Η δύναμη μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο: Έργο = F × D × συνημίτονο(θ)όπου F = δύναμη (σε Newton), D = μετατόπιση (σε μέτρα) και θ = γωνία μεταξύ του διανύσματος δύναμης και της κατεύθυνσης της κίνησης.

Βήματα

Μέρος 1

1. Βρείτε την κατεύθυνση του διανύσματος δύναμης και την κατεύθυνση της κίνησης.Για να ξεκινήσετε, είναι σημαντικό πρώτα να προσδιορίσετε προς ποια κατεύθυνση κινείται το αντικείμενο, καθώς και από πού ασκείται η δύναμη. Λάβετε υπόψη ότι τα αντικείμενα δεν κινούνται πάντα σύμφωνα με τη δύναμη που ασκείται σε αυτά - για παράδειγμα, αν τραβήξετε ένα μικρό καροτσάκι από τη λαβή, τότε εφαρμόζετε μια διαγώνια δύναμη (αν είστε ψηλότεροι από το καρότσι) για να το μετακινήσετε προς τα εμπρός. Σε αυτή την ενότητα, ωστόσο, θα ασχοληθούμε με καταστάσεις στις οποίες η δύναμη (προσπάθεια) και η μετατόπιση ενός αντικειμένου έχωτην ίδια κατεύθυνση. Για πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο εύρεσης εργασίας όταν αυτά τα στοιχεία δενέχουν την ίδια κατεύθυνση, διαβάστε παρακάτω.

   • Για να γίνει κατανοητή αυτή η διαδικασία, ας ακολουθήσουμε ένα παράδειγμα εργασίας. Ας υποθέσουμε ότι ένα αυτοκίνητο-παιχνίδι τραβιέται ευθεία μπροστά από ένα τρένο μπροστά του. Σε αυτή την περίπτωση, το διάνυσμα δύναμης και η κατεύθυνση κίνησης του τρένου δείχνουν στην ίδια διαδρομή - προς τα εμπρός. Στα επόμενα βήματα, θα χρησιμοποιήσουμε αυτές τις πληροφορίες για να βοηθήσουμε στην εύρεση της εργασίας που έχει κάνει το αντικείμενο.

2. Βρείτε τη μετατόπιση του αντικειμένου.Η πρώτη μεταβλητή D ή η μετατόπιση που χρειαζόμαστε για τον τύπο εργασίας είναι συνήθως εύκολο να βρεθεί. Η μετατόπιση είναι απλώς η απόσταση που μια δύναμη προκάλεσε ένα αντικείμενο να μετακινηθεί από την αρχική του θέση. Στα μαθησιακά προβλήματα, αυτές οι πληροφορίες συνήθως είτε δίνονται (γνωστές) είτε μπορούν να προκύψουν (βρίσκονται) από άλλες πληροφορίες στο πρόβλημα. Στην πραγματική ζωή, το μόνο που χρειάζεται να κάνετε για να βρείτε τη μετατόπιση είναι να μετρήσετε την απόσταση που κινούνται τα αντικείμενα.

   • Σημειώστε ότι οι μονάδες απόστασης πρέπει να είναι σε μέτρα στον τύπο για τον υπολογισμό της εργασίας.
   • Στο παράδειγμα του τρένου παιχνιδιών, ας υποθέσουμε ότι βρίσκουμε τη δουλειά που έχει κάνει το τρένο καθώς περνάει κατά μήκος της γραμμής. Αν ξεκινά από ένα συγκεκριμένο σημείο και σταματά σε σημείο περίπου 2 μέτρα κάτω από την πίστα, τότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε 2 μέτραγια την τιμή μας "D" στον τύπο.

3. Βρείτε τη δύναμη που εφαρμόζεται στο αντικείμενο.Στη συνέχεια, βρείτε την ποσότητα της δύναμης που χρησιμοποιείται για να μετακινήσετε το αντικείμενο. Αυτό είναι ένα μέτρο της «δύναμης» της δύναμης - όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθός της, τόσο πιο δυνατά ωθεί το αντικείμενο και τόσο πιο γρήγορα επιταχύνει την πορεία του. Εάν το μέγεθος της δύναμης δεν παρέχεται, μπορεί να προκύψει από τη μάζα και την επιτάχυνση της μετατόπισης (υπό την προϋπόθεση ότι δεν ασκούνται άλλες αντικρουόμενες δυνάμεις σε αυτήν) χρησιμοποιώντας τον τύπο F = M × A.

   • Σημειώστε ότι οι μονάδες δύναμης πρέπει να είναι σε Newton για να υπολογιστεί ο τύπος εργασίας.
   • Στο παράδειγμά μας, ας υποθέσουμε ότι δεν γνωρίζουμε το μέγεθος της δύναμης. Ωστόσο, ας υποθέσουμε ότι ξέρουμεότι το τρένο παιχνίδι έχει μάζα 0,5 kg και ότι η δύναμη το κάνει να επιταχύνει με ταχύτητα 0,7 μέτρα/δευτερόλεπτο 2 . Σε αυτήν την περίπτωση, μπορούμε να βρούμε την τιμή πολλαπλασιάζοντας M × A = 0,5 × 0,7 = 0,35 Newton.

4. Πολλαπλασιασμός Δύναμης × Απόστασης.Μόλις μάθετε την ποσότητα της δύναμης που ασκείται στο αντικείμενο σας και την απόσταση που έχει μετακινηθεί, τα υπόλοιπα είναι εύκολα. Απλώς πολλαπλασιάστε αυτές τις δύο τιμές μεταξύ τους για να λάβετε την αξία εργασίας.

   • Ήρθε η ώρα να λύσουμε το παράδειγμά μας. Με τιμή δύναμης 0,35 Newton και τιμή μετατόπισης 2 μέτρα, η απάντησή μας είναι μια απλή ερώτηση πολλαπλασιασμού: 0,35 × 2 = 0,7 Joules.
   • Ίσως έχετε παρατηρήσει ότι στον τύπο που δίνεται στην εισαγωγή, υπάρχει ένα επιπλέον μέρος του τύπου: συνημίτονο (θ). Όπως συζητήθηκε παραπάνω, σε αυτό το παράδειγμα, η δύναμη και η κατεύθυνση της κίνησης εφαρμόζονται στην ίδια κατεύθυνση. Αυτό σημαίνει ότι η γωνία μεταξύ τους είναι 0 o . Εφόσον συνημίτονο(0) = 1, δεν χρειάζεται να το συμπεριλάβουμε - απλώς πολλαπλασιάζουμε με 1.

5. Εισαγάγετε την απάντησή σας σε Joules.Στη φυσική, η εργασία (και μερικές άλλες ποσότητες) δίνεται σχεδόν πάντα σε μια μονάδα που ονομάζεται Joule. Ένα joule ορίζεται ως 1 Newton δύναμης που εφαρμόζεται ανά μέτρο, ή με άλλα λόγια, 1 Newton × μέτρο. Αυτό είναι λογικό - αφού πολλαπλασιάζετε την απόσταση με τη δύναμη, είναι λογικό ότι η απάντηση που θα λάβετε θα έχει μονάδα μέτρησης ίση με τη μονάδα της δύναμής σας επί την απόστασή σας.

   Μέρος 2ο

   Υπολογισμός εργασίας με χρήση γωνιακής δύναμης

   1. Βρείτε τη δύναμη και τη μετατόπιση ως συνήθως.Παραπάνω ασχοληθήκαμε με ένα πρόβλημα στο οποίο ένα αντικείμενο κινείται προς την ίδια κατεύθυνση με τη δύναμη που του ασκείται. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Σε περιπτώσεις όπου η δύναμη και η κίνηση ενός αντικειμένου είναι σε δύο διαφορετικές κατευθύνσεις, η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο κατευθύνσεων πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη στην εξίσωση προκειμένου να ληφθεί ένα ακριβές αποτέλεσμα. Πρώτα, βρείτε το μέγεθος της δύναμης και της μετατόπισης του αντικειμένου, όπως θα κάνατε κανονικά.

      • Ας δούμε ένα άλλο παράδειγμα εργασίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ας υποθέσουμε ότι τραβάμε το τρένο παιχνίδι προς τα εμπρός όπως στο παραπάνω παράδειγμα προβλήματος, αλλά αυτή τη φορά στην πραγματικότητα τραβάμε προς τα πάνω σε μια διαγώνια γωνία. Στο επόμενο βήμα, θα το λάβουμε υπόψη, αλλά προς το παρόν θα παραμείνουμε στα βασικά: την κίνηση του τρένου και την ποσότητα της δύναμης που ασκείται σε αυτό. Για τους σκοπούς μας, ας πούμε ότι η δύναμη έχει το μέγεθος 10 Νεύτωνκαι ότι οδήγησε το ίδιο 2 μέτραμπροστά όπως πριν.

   2. Βρείτε τη γωνία μεταξύ του διανύσματος δύναμης και της μετατόπισης.Σε αντίθεση με τα παραπάνω παραδείγματα με μια δύναμη που είναι σε διαφορετική κατεύθυνση από την κίνηση του αντικειμένου, πρέπει να βρείτε τη διαφορά μεταξύ αυτών των δύο κατευθύνσεων ως γωνία μεταξύ τους. Εάν αυτές οι πληροφορίες δεν παρέχονται σε εσάς, τότε ίσως χρειαστεί να μετρήσετε μόνοι σας τη γωνία ή να την αντλήσετε από άλλες πληροφορίες στο πρόβλημα.

      • Για το παράδειγμά μας, ας υποθέσουμε ότι η δύναμη που ασκείται είναι περίπου 60o πάνω από το οριζόντιο επίπεδο. Εάν το τρένο εξακολουθεί να κινείται ευθεία (δηλαδή οριζόντια), τότε η γωνία μεταξύ του διανύσματος δύναμης και της κίνησης του τρένου θα είναι 60ο.

   3. Πολλαπλασιάστε Δύναμη × Απόσταση × Συνημίτονο(θ).Μόλις γνωρίζετε τη μετατόπιση του αντικειμένου, την ποσότητα της δύναμης που ασκείται σε αυτό και τη γωνία μεταξύ του διανύσματος δύναμης και της κίνησής του, η λύση είναι σχεδόν τόσο εύκολη όσο χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η γωνία. Απλώς πάρτε το συνημίτονο μιας γωνίας (αυτό μπορεί να απαιτεί επιστημονική αριθμομηχανή) και πολλαπλασιάστε το με δύναμη και μετατόπιση για να βρείτε την απάντησή σας σε Joules.

      • Ας λύσουμε ένα παράδειγμα του προβλήματός μας. Χρησιμοποιώντας έναν υπολογιστή, βρίσκουμε ότι το συνημίτονο του 60 o είναι 1/2. Συμπεριλαμβάνοντας αυτό στον τύπο, μπορούμε να λύσουμε το πρόβλημα ως εξής: 10 Newton × 2 μέτρα × 1/2 = 10 Joules.

   Μέρος 3

   Χρήση εργασιακής αξίας

   1. Τροποποιήστε τον τύπο για να βρείτε απόσταση, δύναμη ή γωνία.Ο παραπάνω τύπος εργασίας δεν είναι απλάχρήσιμο για την εύρεση εργασίας - είναι επίσης πολύτιμο για την εύρεση οποιωνδήποτε μεταβλητών σε μια εξίσωση όταν γνωρίζετε ήδη την αξία της εργασίας. Σε αυτές τις περιπτώσεις, απλώς απομονώστε τη μεταβλητή που αναζητάτε και λύστε την εξίσωση σύμφωνα με τους βασικούς κανόνες της άλγεβρας.

      • Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι γνωρίζουμε ότι το τρένο μας έλκεται με δύναμη 20 Newton σε διαγώνια γωνία μεγαλύτερη από 5 μέτρα τροχιάς για να κάνει 86,6 Joules εργασίας. Ωστόσο, δεν γνωρίζουμε τη γωνία του διανύσματος δύναμης. Για να βρούμε τη γωνία, απλώς εξάγουμε αυτή τη μεταβλητή και λύνουμε την εξίσωση ως εξής: 86,6 = 20 × 5 × συνημίτονο(θ) 86,6/100 = συνημίτονο(θ) Arccos(0,866) = θ = 30o

   2. Διαιρέστε με το χρόνο που αφιερώνετε σε κίνηση για να βρείτε τη δύναμη.Στη φυσική, η εργασία σχετίζεται στενά με έναν άλλο τύπο μέτρησης που ονομάζεται «ισχύς». Η ισχύς είναι απλώς ένας τρόπος ποσοτικοποίησης του ρυθμού με τον οποίο εκτελείται η εργασία σε ένα συγκεκριμένο σύστημα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Έτσι, για να βρείτε τη δύναμη, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να διαιρέσετε το έργο που χρησιμοποιήθηκε για τη μετακίνηση του αντικειμένου με το χρόνο που χρειάζεται για να ολοκληρωθεί η κίνηση. Οι μετρήσεις ισχύος υποδεικνύονται σε μονάδες - W (που ισούται με Joule / δευτερόλεπτο).

      • Για παράδειγμα, για το παράδειγμα εργασίας στο παραπάνω βήμα, ας υποθέσουμε ότι χρειάστηκαν 12 δευτερόλεπτα για να κινηθεί το τρένο 5 μέτρα. Σε αυτήν την περίπτωση, το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να διαιρέσετε την εργασία που έγινε για να το μετακινήσετε κατά 5 μέτρα (86,6 J) επί 12 δευτερόλεπτα για να βρείτε την απάντηση για να υπολογίσετε την ισχύ: 86,6/12 = " 7,22 W.

   3. Χρησιμοποιήστε τον τύπο TME i + W nc = TME f για να βρείτε τη μηχανική ενέργεια στο σύστημα.Η εργασία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εύρεση της ποσότητας ενέργειας που περιέχεται σε ένα σύστημα. Στον παραπάνω τύπο TME i = αρχικόςσυνολική μηχανική ενέργεια στο σύστημα ΤΜΕ f = τελικόςσυνολική μηχανική ενέργεια στο σύστημα και W nc = εργασία που γίνεται σε συστήματα επικοινωνίας λόγω μη συντηρητικών δυνάμεων. . Σε αυτόν τον τύπο, εάν η δύναμη ασκείται προς την κατεύθυνση της κίνησης, τότε είναι θετική, και εάν την πιέσει (ενάντια), τότε είναι αρνητική. Σημειώστε ότι και οι δύο μεταβλητές ενέργειας μπορούν να βρεθούν χρησιμοποιώντας τον τύπο (½)mv 2 όπου m = μάζα και V = όγκος.

      • Για παράδειγμα, για το παράδειγμα του προβλήματος δύο βήματα παραπάνω, ας υποθέσουμε ότι το τρένο είχε αρχικά συνολική μηχανική ενέργεια 100 τζάουλ. Εφόσον η δύναμη στο πρόβλημα τραβά το τρένο προς την κατεύθυνση που έχει ήδη περάσει, είναι θετική. Σε αυτή την περίπτωση, η τελική ενέργεια του τρένου είναι TME i + W nc = 100 + 86,6 = 186,6 J.
      • Σημειώστε ότι οι μη συντηρητικές δυνάμεις είναι δυνάμεις των οποίων η ισχύς να επηρεάσουν την επιτάχυνση ενός αντικειμένου εξαρτάται από τη διαδρομή που διανύει το αντικείμενο. Η τριβή είναι ένα καλό παράδειγμα - ένα αντικείμενο που πιέζεται προς τα κάτω σε μια σύντομη, ευθεία διαδρομή θα αισθάνεται τα αποτελέσματα της τριβής για μικρό χρονικό διάστημα, ενώ ένα αντικείμενο που ωθείται προς τα κάτω από μια μεγάλη διαδρομή με στροφές στην ίδια τελική θέση θα αισθάνεται μεγαλύτερη τριβή συνολικά.
   • Αν καταφέρετε να λύσετε το πρόβλημα, τότε χαμογελάστε και να είστε χαρούμενοι για τον εαυτό σας!
   • Εξασκηθείτε στην επίλυση όσο περισσότερα προβλήματα μπορείτε για να εξασφαλίσετε την πλήρη κατανόηση.
   • Συνεχίστε την εξάσκηση και προσπαθήστε ξανά αν δεν τα καταφέρετε την πρώτη φορά.
   • Μάθετε τα ακόλουθα σημεία σχετικά με την εργασία:
     • Το έργο που γίνεται από μια δύναμη μπορεί να είναι είτε θετικό είτε αρνητικό. (Με αυτή την έννοια, οι όροι «θετικός ή αρνητικός» φέρουν τη μαθηματική τους σημασία, αλλά τη συνήθη σημασία).
     • Το έργο που γίνεται είναι αρνητικό όταν η δύναμη ενεργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη μετατόπιση.
     • Το έργο που γίνεται είναι θετικό όταν η δύναμη ενεργεί προς την κατεύθυνση της διαδρομής.

Τα ενεργειακά χαρακτηριστικά της κίνησης εισάγονται με βάση την έννοια του μηχανικού έργου ή του έργου μιας δύναμης.

Το έργο Α που εκτελείται από σταθερή δύναμη F → είναι ένα φυσικό μέγεθος ίσο με το γινόμενο των μονάδων δύναμης και μετατόπισης, πολλαπλασιαζόμενο με το συνημίτονο της γωνίας α που βρίσκεται μεταξύ των διανυσμάτων δύναμης F → και μετατόπισης s → .

Αυτός ο ορισμός αναλύεται στο Σχήμα 1. δεκαοκτώ. ένας .

Ο τύπος εργασίας γράφεται ως:

A = F s cos α .

Η εργασία είναι μια κλιμακωτή ποσότητα. Αυτό καθιστά δυνατό να είμαστε θετικοί στο (0 ° ≤ α< 90 °) , отрицательной при (90 ° < α ≤ 180 °) . Когда задается прямой угол α , тогда совершаемая сила равняется нулю. Единицы измерения работы по системе СИ - джоули (Д ж) .

Ένα τζάουλ ισούται με το έργο που κάνει μια δύναμη 1 N για να μετακινηθεί 1 m προς την κατεύθυνση της δύναμης.

Εικόνα 1. δεκαοκτώ. ένας . Εργατική δύναμη F → : A = F s cos α = F s s

Κατά την προβολή F s → δύναμη F → στην κατεύθυνση της κίνησης s → η δύναμη δεν παραμένει σταθερή και ο υπολογισμός της εργασίας για μικρές μετατοπίσεις Δ s i συνοψίζονται και παράγονται σύμφωνα με τον τύπο:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i .

Αυτή η ποσότητα εργασίας υπολογίζεται από το όριο (Δ s i → 0), μετά το οποίο πηγαίνει στο ολοκλήρωμα.

Η γραφική εικόνα του έργου καθορίζεται από την περιοχή του καμπυλόγραμμου σχήματος που βρίσκεται κάτω από το γράφημα F s (x) του σχήματος 1. δεκαοκτώ. 2.

Εικόνα 1. δεκαοκτώ. 2. Γραφικός ορισμός του έργου Δ A i = F s i Δ s i .

Ένα παράδειγμα δύναμης εξαρτώμενης από συντεταγμένες είναι η ελαστική δύναμη ενός ελατηρίου, η οποία υπακούει στο νόμο του Hooke. Για να τεντωθεί το ελατήριο είναι απαραίτητο να ασκηθεί δύναμη F → , το μέτρο της οποίας είναι ανάλογο με την επιμήκυνση του ελατηρίου. Αυτό φαίνεται στο Σχήμα 1. δεκαοκτώ. 3 .

Εικόνα 1. δεκαοκτώ. 3 . Τεντωμένο ελατήριο. Η φορά της εξωτερικής δύναμης F → συμπίπτει με τη φορά μετατόπισης s → . F s = k x , όπου k είναι η ακαμψία του ελατηρίου.

F → y p p = - F →

Η εξάρτηση της μονάδας της εξωτερικής δύναμης από τις συντεταγμένες x μπορεί να απεικονιστεί στο γράφημα χρησιμοποιώντας μια ευθεία γραμμή.

Εικόνα 1. δεκαοκτώ. τέσσερα. Εξάρτηση της μονάδας της εξωτερικής δύναμης από τη συντεταγμένη όταν το ελατήριο τεντώνεται.

Από το παραπάνω σχήμα, είναι δυνατό να βρεθεί εργασία στην εξωτερική δύναμη του δεξιού ελεύθερου άκρου του ελατηρίου, χρησιμοποιώντας την περιοχή του τριγώνου. Ο τύπος θα πάρει τη μορφή

Αυτός ο τύπος είναι εφαρμόσιμος για να εκφράσει το έργο που επιτελείται από μια εξωτερική δύναμη όταν συμπιέζεται ένα ελατήριο. Και οι δύο περιπτώσεις δείχνουν ότι η ελαστική δύναμη F → y p p είναι ίση με το έργο της εξωτερικής δύναμης F → , αλλά με αντίθετο πρόσημο.

Ορισμός 2

Εάν στο σώμα δρουν πολλές δυνάμεις, τότε ο τύπος για το συνολικό έργο θα μοιάζει με το άθροισμα όλης της εργασίας που έχει γίνει σε αυτό. Όταν το σώμα κινείται προς τα εμπρός, τα σημεία εφαρμογής των δυνάμεων κινούνται με τον ίδιο τρόπο, δηλαδή το συνολικό έργο όλων των δυνάμεων θα είναι ίσο με το έργο του προκύπτοντος των ασκούμενων δυνάμεων.

Εικόνα 1. δεκαοκτώ. 5 . μοντέλο μηχανικής εργασίας.

Προσδιορισμός ισχύος

Εξουσίαείναι το έργο που εκτελείται από μια δύναμη ανά μονάδα χρόνου.

Η εγγραφή της φυσικής ποσότητας ισχύος, που συμβολίζεται με Ν, έχει τη μορφή του λόγου του έργου Α προς το χρονικό διάστημα t του έργου που εκτελείται, δηλαδή:

Ορισμός 4

Το σύστημα SI χρησιμοποιεί τα watt (Wt) ως μονάδα ισχύος, η οποία είναι ίση με την ισχύ μιας δύναμης που λειτουργεί 1 J σε 1 s.

Εάν παρατηρήσετε κάποιο λάθος στο κείμενο, επισημάνετε το και πατήστε Ctrl+Enter

Για να μπορέσουμε να χαρακτηρίσουμε τα ενεργειακά χαρακτηριστικά της κίνησης, εισήχθη η έννοια της μηχανικής εργασίας. Και είναι σε αυτήν στις διάφορες εκδηλώσεις της που είναι αφιερωμένο το άρθρο. Η κατανόηση του θέματος είναι τόσο εύκολη όσο και αρκετά περίπλοκη. Ο συγγραφέας προσπάθησε ειλικρινά να το κάνει πιο κατανοητό και κατανοητό, και μπορεί κανείς μόνο να ελπίζει ότι ο στόχος έχει επιτευχθεί.

Τι είναι η μηχανική εργασία;

Πώς ονομάζεται? Εάν κάποια δύναμη λειτουργεί στο σώμα, και ως αποτέλεσμα της δράσης αυτής της δύναμης, το σώμα κινείται, τότε αυτό ονομάζεται μηχανική εργασία. Όταν προσεγγίζεται από την άποψη της επιστημονικής φιλοσοφίας, μπορούν να διακριθούν εδώ αρκετές πρόσθετες πτυχές, αλλά το άρθρο θα καλύψει το θέμα από την άποψη της φυσικής. Η μηχανική εργασία δεν είναι δύσκολη αν σκεφτείτε προσεκτικά τις λέξεις που γράφτηκαν εδώ. Αλλά η λέξη "μηχανικό" συνήθως δεν γράφεται, και όλα περιορίζονται στη λέξη "εργασία". Αλλά δεν είναι κάθε δουλειά μηχανική. Εδώ ένας άνθρωπος κάθεται και σκέφτεται. Λειτουργεί? Ψυχικά ναι! Είναι όμως μηχανική δουλειά; Οχι. Τι γίνεται αν το άτομο περπατάει; Εάν το σώμα κινείται υπό την επίδραση μιας δύναμης, τότε αυτό είναι μηχανικό έργο. Όλα είναι απλά. Με άλλα λόγια, η δύναμη που ασκεί το σώμα κάνει (μηχανική) εργασία. Και κάτι ακόμα: είναι έργο που μπορεί να χαρακτηρίσει το αποτέλεσμα της δράσης μιας συγκεκριμένης δύναμης. Αν λοιπόν κάποιος περπατά, τότε ορισμένες δυνάμεις (τριβή, βαρύτητα κ.λπ.) εκτελούν μηχανική εργασία σε ένα άτομο και ως αποτέλεσμα της δράσης τους, το άτομο αλλάζει το σημείο του, με άλλα λόγια, κινείται.

Το έργο ως φυσικό μέγεθος είναι ίσο με τη δύναμη που ασκεί το σώμα, πολλαπλασιαζόμενη με τη διαδρομή που έκανε το σώμα υπό την επίδραση αυτής της δύναμης και προς την κατεύθυνση που υποδεικνύεται από αυτήν. Μπορούμε να πούμε ότι η μηχανική εργασία γινόταν εάν πληρούνταν ταυτόχρονα 2 προϋποθέσεις: η δύναμη ενεργούσε στο σώμα και κινούνταν προς την κατεύθυνση της δράσης του. Αλλά δεν εκτελέστηκε ή δεν εκτελείται εάν η δύναμη ενεργούσε και το σώμα δεν άλλαξε τη θέση του στο σύστημα συντεταγμένων. Ακολουθούν μικρά παραδείγματα όπου δεν γίνεται μηχανική εργασία:

1. Έτσι, ένα άτομο μπορεί να πέσει σε έναν τεράστιο ογκόλιθο για να τον μετακινήσει, αλλά δεν υπάρχει αρκετή δύναμη. Η δύναμη δρα πάνω στην πέτρα, αλλά δεν κινείται και δεν γίνεται δουλειά.
2. Το σώμα κινείται στο σύστημα συντεταγμένων και η δύναμη είναι ίση με μηδέν ή αντισταθμίζονται όλα. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί κατά την αδρανειακή κίνηση.
3. Όταν η κατεύθυνση προς την οποία κινείται το σώμα είναι κάθετη στη δύναμη. Όταν το τρένο κινείται κατά μήκος μιας οριζόντιας γραμμής, η δύναμη της βαρύτητας δεν κάνει τη δουλειά της.

Ανάλογα με ορισμένες συνθήκες, η μηχανική εργασία μπορεί να είναι αρνητική και θετική. Έτσι, εάν οι κατευθύνσεις και οι δυνάμεις και οι κινήσεις του σώματος είναι ίδιες, τότε εμφανίζεται θετική εργασία. Ένα παράδειγμα θετικής εργασίας είναι η επίδραση της βαρύτητας σε μια πτώση νερού. Αν όμως η δύναμη και η κατεύθυνση της κίνησης είναι αντίθετες, τότε εμφανίζεται αρνητικό μηχανικό έργο. Ένα παράδειγμα τέτοιας επιλογής είναι ένα μπαλόνι που ανεβαίνει και η βαρύτητα, που κάνει αρνητική δουλειά. Όταν ένα σώμα υπόκειται στην επιρροή πολλών δυνάμεων, αυτό το έργο ονομάζεται «εργασία δύναμης που προκύπτει».

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής (κινητική ενέργεια)

Περνάμε από τη θεωρία στο πρακτικό κομμάτι. Ξεχωριστά, θα πρέπει να μιλήσουμε για τη μηχανική εργασία και τη χρήση της στη φυσική. Όπως ίσως θυμούνται πολλοί, όλη η ενέργεια του σώματος χωρίζεται σε κινητική και δυναμική. Όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε ισορροπία και δεν κινείται πουθενά, η δυναμική του ενέργεια είναι ίση με τη συνολική ενέργεια και η κινητική του ενέργεια μηδέν. Όταν αρχίζει η κίνηση, η δυναμική ενέργεια αρχίζει να μειώνεται, η κινητική ενέργεια να αυξάνεται, αλλά συνολικά είναι ίσες με τη συνολική ενέργεια του αντικειμένου. Για ένα υλικό σημείο, η κινητική ενέργεια ορίζεται ως το έργο της δύναμης που επιτάχυνε το σημείο από το μηδέν στην τιμή H, και σε μορφή τύπου, η κινητική του σώματος είναι ½ * M * H, όπου M είναι η μάζα. Για να μάθετε την κινητική ενέργεια ενός αντικειμένου που αποτελείται από πολλά σωματίδια, πρέπει να βρείτε το άθροισμα όλης της κινητικής ενέργειας των σωματιδίων, και αυτή θα είναι η κινητική ενέργεια του σώματος.

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής (δυναμική ενέργεια)

Στην περίπτωση που όλες οι δυνάμεις που δρουν στο σώμα είναι συντηρητικές και η δυναμική ενέργεια είναι ίση με τη συνολική, τότε δεν γίνεται καμία εργασία. Αυτό το αξίωμα είναι γνωστό ως ο νόμος της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας. Η μηχανική ενέργεια σε ένα κλειστό σύστημα είναι σταθερή στο χρονικό διάστημα. Ο νόμος διατήρησης χρησιμοποιείται ευρέως για την επίλυση προβλημάτων από την κλασική μηχανική.

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής (θερμοδυναμική)

Στη θερμοδυναμική, το έργο που εκτελείται από ένα αέριο κατά τη διαστολή υπολογίζεται με το ολοκλήρωμα της πίεσης πολλαπλασιασμένο επί όγκο. Αυτή η προσέγγιση είναι εφαρμόσιμη όχι μόνο σε περιπτώσεις όπου υπάρχει ακριβής συνάρτηση όγκου, αλλά και σε όλες τις διεργασίες που μπορούν να εμφανιστούν στο επίπεδο πίεσης/όγκου. Η γνώση της μηχανικής εργασίας εφαρμόζεται επίσης όχι μόνο στα αέρια, αλλά σε οτιδήποτε μπορεί να ασκήσει πίεση.

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής στην πράξη (θεωρητική μηχανική)

Στη θεωρητική μηχανική, όλες οι ιδιότητες και οι τύποι που περιγράφονται παραπάνω εξετάζονται λεπτομερέστερα, ειδικότερα, πρόκειται για προβολές. Δίνει επίσης τον δικό της ορισμό για διάφορους τύπους μηχανικής εργασίας (ένα παράδειγμα του ορισμού για το ολοκλήρωμα Rimmer): το όριο στο οποίο τείνει το άθροισμα όλων των δυνάμεων του στοιχειώδους έργου όταν η λεπτότητα του διαμερίσματος τείνει στο μηδέν ονομάζεται έργο της δύναμης κατά μήκος της καμπύλης. Μάλλον δύσκολο; Αλλά τίποτα, με τη θεωρητική μηχανική τα πάντα. Ναι, και έχουν τελειώσει όλες οι μηχανικές εργασίες, η φυσική και άλλες δυσκολίες. Στη συνέχεια θα υπάρχουν μόνο παραδείγματα και ένα συμπέρασμα.

Μονάδες μηχανικής εργασίας

Το SI χρησιμοποιεί joules για να μετρήσει την εργασία, ενώ το GHS χρησιμοποιεί ergs:

1. 1 J = 1 kg m²/s² = 1 Nm
2. 1 erg = 1 g cm²/s² = 1 dyne cm
3. 1 erg = 10 −7 J

Παραδείγματα μηχανικών εργασιών

Για να κατανοήσετε τελικά μια τέτοια έννοια όπως η μηχανική εργασία, θα πρέπει να μελετήσετε μερικά ξεχωριστά παραδείγματα που θα σας επιτρέψουν να την εξετάσετε από πολλές, αλλά όχι όλες, πλευρές:

1. Όταν ένα άτομο σηκώνει μια πέτρα με τα χέρια του, τότε συμβαίνει μηχανική εργασία με τη βοήθεια της μυϊκής δύναμης των χεριών.
2. Όταν ένα τρένο ταξιδεύει κατά μήκος των σιδηροτροχιών, έλκεται από τη δύναμη έλξης του ελκυστήρα (ηλεκτρική ατμομηχανή, ατμομηχανή ντίζελ, κ.λπ.).
3. Εάν πάρετε ένα όπλο και πυροβολήσετε από αυτό, τότε χάρη στη δύναμη πίεσης που θα δημιουργήσουν τα αέρια σκόνης, θα γίνει δουλειά: η σφαίρα μετακινείται κατά μήκος της κάννης του όπλου ταυτόχρονα με την αύξηση της ταχύτητας της ίδιας της σφαίρας ;
4. Υπάρχει επίσης μηχανική εργασία όταν η δύναμη τριβής δρα στο σώμα, αναγκάζοντάς το να μειώσει την ταχύτητα της κίνησής του.
5. Το παραπάνω παράδειγμα με τις μπάλες, όταν ανεβαίνουν προς την αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με την κατεύθυνση της βαρύτητας, είναι επίσης παράδειγμα μηχανικής εργασίας, αλλά εκτός από τη βαρύτητα, η δύναμη του Αρχιμήδη ενεργεί επίσης όταν ανεβαίνει ό,τι είναι ελαφρύτερο από τον αέρα.

Τι είναι δύναμη;

Τέλος, θέλω να θίξω το θέμα της εξουσίας. Το έργο που εκτελεί μια δύναμη σε μια μονάδα χρόνου ονομάζεται ισχύς. Στην πραγματικότητα, η ισχύς είναι ένα τέτοιο φυσικό μέγεθος που είναι μια αντανάκλαση του λόγου της εργασίας προς μια ορισμένη χρονική περίοδο κατά την οποία έγινε αυτή η εργασία: M = P / B, όπου το M είναι η ισχύς, το P είναι το έργο, το B είναι ο χρόνος. Η μονάδα ισχύος SI είναι 1 watt. Ένα watt είναι ίσο με την ισχύ που κάνει το έργο ενός joule σε ένα δευτερόλεπτο: 1 W = 1J \ 1s.