Priverstinis darbas si. Mechaninis darbas

Arklys tam tikra jėga tempia vežimą, paskirkime jį F trauka. Senelis, sėdėdamas ant vežimėlio, ją spaudžia kažkokia jėga. Pažymėkime tai F spaudimas Vežimėlis juda arklio traukos kryptimi (į dešinę), bet senelio spaudimo kryptimi (žemyn) vežimas nejuda. Todėl fizikoje taip sakoma F traukia darbą ant vežimėlio, ir F presas neveikia ant krepšelio.

Taigi, jėgos darbas ant kūno arba mechaninis darbas- fizikinis dydis, kurio modulis yra lygus jėgos sandaugai kelio, kurį kūnas eina šių jėgų veikimo kryptimi s:

Anglų mokslininko D. Joule garbei buvo pavadintas mechaninio darbo vienetas 1 džaulis(pagal formulę 1 J = 1 Nm).

Jei tam tikra jėga veikia aptariamą kūną, tada jį veikia koks nors kūnas. Štai kodėl jėgos darbas kūnui ir kūno darbas kūnui yra visiški sinonimai. Tačiau pirmojo korpuso darbas antroje ir antrojo kūno darbas su pirmuoju yra daliniai sinonimai, nes šių kūrinių moduliai visada yra lygūs, o jų ženklai visada priešingi. Štai kodėl formulėje yra „±“ ženklas. Išsamiau aptarkime darbo požymius.

Skaitinės jėgos ir kelio reikšmės visada yra neneigiamos. Priešingai, mechaninis darbas gali turėti tiek teigiamų, tiek neigiamų požymių. Jeigu jėgos kryptis sutampa su kūno judėjimo kryptimi, tai jėgos darbas laikomas teigiamu. Jei jėgos kryptis yra priešinga kūno judėjimo krypčiai, jėgos darbas laikomas neigiamu(iš „±“ formulės paimame „-“). Jei kūno judėjimo kryptis yra statmena jėgos veikimo krypčiai, tai tokia jėga neatlieka darbo, tai yra, A = 0.

Apsvarstykite tris iliustracijas apie tris mechaninio darbo aspektus.

Darbo atlikimas per jėgą skirtingų stebėtojų požiūriu gali atrodyti kitaip. Apsvarstykite pavyzdį: mergina kyla liftu. Ar ji dirba mechaninį darbą? Mergina gali dirbti tik tuos kūnus, kuriuos ji veikia jėga. Toks kėbulas yra tik vienas – lifto kabina, nes mergina savo svoriu spaudžia grindis. Dabar turime išsiaiškinti, ar kabina eina kokiu nors būdu. Apsvarstykite dvi galimybes: su nejudančiu ir judančiu stebėtoju.

Pirmiausia leiskite stebėtojui atsisėsti ant žemės. Jo atžvilgiu lifto kabina juda aukštyn ir važiuoja tam tikru keliu. Merginos svoris nukreiptas priešinga kryptimi – žemyn, todėl mergina atlieka neigiamą mechaninį darbą virš kabinos: A mergelės< 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: A dev = 0.

Efektyvumas parodo naudingo darbo, kurį atlieka mechanizmas ar įrenginys, ir sunaudoto darbo santykį. Dažnai sunaudotas darbas yra energijos kiekis, kurį įrenginys sunaudoja darbui atlikti.

Jums reikės

1. - automobilis;
2. - termometras;
3. - skaičiuotuvas.

Instrukcijos

1. Koeficientui apskaičiuoti naudinga veiksmai(Efektyvumas) padalykite naudingą darbą Ap iš darbo, kurį sunaudojo Az, ir padauginkite rezultatą iš 100% (efektyvumas = Ap / Az ∙ 100%). Gaukite rezultatą procentais.
2. Skaičiuodami šiluminio variklio efektyvumą, mechanizmo atliekamą mechaninį darbą vertinkite kaip naudingą darbą. Sunaudotiems darbams paimkite sudegusio kuro išskiriamą šilumos kiekį, kuris yra variklio energijos šaltinis.
3. Pavyzdys. Vidutinė automobilio variklio traukos jėga – 882 N. 100 km trasos jis sunaudoja 7 kg benzino. Nustatykite jo variklio efektyvumą. Pirmiausia susiraskite naudingą darbą. Ji lygi jėgos F sandaugai atstumo S, kurią įveikia kūnas, veikiamas Ap = F ∙ S. Nustatykite šilumos kiekį, kuris išsiskirs deginant 7 kg benzino, tai bus sunaudotas darbas Az = Q = q ∙ m, kur q yra kuro savitoji degimo šiluma, benzinui ji yra 42 ∙ 10 ^ 6 J / kg, o m yra šio kuro masė. Variklio efektyvumas bus lygus efektyvumui = (F ∙ S) / (q ∙ m) ∙ 100% = (882 ∙ 100 000) / (42 ∙ 10 ^ 6 ∙ 7) ∙ 100% = 30%.
4. Apskritai, norint rasti efektyvumą, bet kuris šilumos variklis (vidaus degimo variklis, garo variklis, turbina ir kt.), kuriame darbas atliekamas dujomis, turi koeficientą. naudinga veiksmai lygus šildytuvo Q1 ir šaldytuvo gaunamos šilumos skirtumui Q2, raskite šildytuvo ir šaldytuvo šilumos skirtumą ir padalinkite iš šildytuvo šilumos efektyvumo = (Q1-Q2) / Q1 . Čia efektyvumas matuojamas daliniais daugikliais nuo 0 iki 1, norint konvertuoti rezultatą į procentą, padauginti jį iš 100.
5. Norėdami gauti idealaus šilumos variklio (Carnot mašinos) efektyvumą, suraskite šildytuvo T1 ir šaldytuvo T2 temperatūrų skirtumo santykį su šildytuvo efektyvumo temperatūra = (T1-T2) / T1. Tai didžiausias galimas konkretaus tipo šilumos variklio efektyvumas, esant tam tikroms šildytuvo ir šaldytuvo temperatūroms.
6. Elektros variklio sunaudotą darbą raskite kaip galios ir laiko sandaugą. Pavyzdžiui, jei krano elektros variklis, kurio galia 3,2 kW, per 10 s pakelia 800 kg sveriantį krovinį į 3,6 m aukštį, tai jo naudingumo koeficientas lygus naudingo darbo santykiui Ap = m ∙ g ∙ h, kur m - krovinio masė, g≈10 m / s² gravitacinis pagreitis, h - aukštis, iki kurio buvo pakeltas krovinys, ir sunaudotas darbas Az = P ∙ t, kur P - variklio galia, t - jo veikimo laikas . Gaukite efektyvumo nustatymo formulę = Ap / Az ∙ 100 % = (m ∙ g ∙ h) / (R ∙ t) ∙ 100 % = % = (800 ∙ 10 ∙ 3,6) / (3200 ∙ 10) 0 % = 90 proc.

Kokia yra naudingo darbo formulė?

Naudodami tą ar kitą mechanizmą atliekame darbus, kurie visada viršija tai, kas būtina užsibrėžtam tikslui pasiekti. Atsižvelgiant į tai, yra atskiriamas užbaigtas arba išleistas Az darbas ir naudingas Ap. Jeigu, pavyzdžiui, mūsų tikslas yra m masės krovinį pakelti į aukštį H, tai naudingas darbas yra toks, kurį sąlygoja tik apkrovą veikiančios gravitacijos jėgos įveikimas. Tolygiai keliant krovinį, kai mūsų veikiama jėga yra lygi krovinio gravitacijai, šį darbą galima rasti taip:
Ap = FH = mgH

Kas yra darbas fizikoje formulės apibrėžimas. nn

Viktoras Černobrovinas

Fizikoje „mechaninis darbas“ – tai kažkokios jėgos (gravitacijos, elastingumo, trinties ir kt.) veikiamas kūnas, dėl kurio kūnas juda. Kartais galite rasti posakį „kūnas atliko darbą“, kuris iš esmės reiškia „kūną veikianti jėga padarė darbą“.

Jevgenijus Makarovas

Darbas yra fizikinis dydis, skaitiniu požiūriu lygus jėgos ir poslinkio sandaugai šios jėgos veikimo kryptimi ir jos sukeltam.
Atitinkamai formulė yra A = F * s. Jei poslinkis kryptimi nesutampa su jėgos veikimo kryptimi, tada atsiranda kampo kosinusas.

Aysha allakulova

romėnų žvirbliai

Darbas – tai procesas, reikalaujantis protinių ar fizinių pastangų, kurio tikslas – pasiekti tam tikrą rezultatą. Būtent darbas, kaip taisyklė, lemia socialinį žmogaus statusą. Ir iš tikrųjų tai yra pagrindinis visuomenės pažangos variklis. Darbas, kaip reiškinys, būdingas tik gyviems organizmams ir, visų pirma, žmogui.

Mechanikas

Mechaninis darbas yra fizinis dydis, kuris yra jėgos ar jėgų poveikio kūnui ar sistemai skaliarinis kiekybinis matas, priklausantis nuo skaitinės vertės, jėgos (jėgų) krypties ir taško (-ių) judėjimo. , kūnas ar sistema.

Padėkite man suprasti formulę!!

Syoma

kiekvienu konkrečiu atveju mes laikome skirtingą naudingąją energiją, tačiau dažniausiai tai yra darbas arba šiluma, kuri mus domino (pavyzdžiui, dujų darbas judant stūmoklį), o sunaudojama energija yra energija, kurią išdavėme, kad padarytume viską. darbas (pavyzdžiui, energija, išsiskirianti deginant medieną po cilindru su stūmokliu, kurio viduje yra dujos, kurios, besiplečiančios, atliko darbą, kurį laikėme naudingu)
na, kažkaip taip turėtų būti

Kaip pavyzdį paimkite garvežį.
Kad garvežys nuvažiuotų x km, reikia išleisti y tonas anglies. Deginant anglį išsiskirs tik Q1 šilumos, bet ne visa šiluma paverčiama naudingu darbu (pagal termodinamikos dėsnius tai neįmanoma). Naudingas darbas šiuo atveju yra lokomotyvo judėjimas.
Tegul pasipriešinimo jėga F veikia garvežį judėjimo metu (ji atsiranda dėl trinties mechanizmuose ir dėl kitų veiksnių).
Taigi, pravažiavęs x km, garvežys atliks darbą Q2 = x * F
Šiuo būdu,
Q1 – išeikvota energija
Q2 - naudingas darbas

DeltaQ = (Q1 - Q2) yra energija, sunaudota trintis įveikti, supančio oro šildymui ir kt.

Techninė pagalba

Efektyvumas – naudingas DARBAS išeikvotam.
Pavyzdžiui, efektyvumas = 60%, kaitinimas atima 60 džaulių nuo medžiagos degimo. Tai naudingas darbas.
Mus domina sunaudota, tai yra, kiek visos šilumos išsiskyrė, jei 60 J.
Užsirašykime.

Efektyvumas = Apol / Azatr
0,6 = 60 / Azatr
Azatr = 60 / 0,6 = 100 J

Kaip matote, jei medžiaga sudega tokiu efektyvumu ir degimo metu išsiskiria 100 J (sunaudotas darbas), tada tik 60% pateko į šildymą, tai yra, 60 J (naudingas darbas). Likusi šilumos dalis išsisklaidė.

Prochorovas Antonas

Tai turi būti suprantama tiesiogine prasme: jei mes kalbame apie šiluminę energiją, mes laikome kuro sunaudotą energiją ir laikome naudingą energiją, kurią jie galėjo panaudoti savo tikslui pasiekti, pavyzdžiui, kokią energijos gavo puodą vandens.
Naudingos energijos visada sunaudojama mažiau!

Futynehf

Naudingumo koeficientas išsigimsta kaip procentas, apibūdina procentą, kuris atiteko naudingam darbui nuo visų išleistų. Paprastesnė eikvojama energija yra naudingoji energija + šilumos nuostolių sistemoje energija (jei kalbame apie šilumą ir pan.) trintis. šildyti išmetamosiomis dujomis, jei kalbama apie automobilį

Efektyvumo formulė? ar darbas naudingas ir baigtas?

Orbitinis žvaigždynas

Efektyvumas
Efektyvumas
(efektyvumas), būdingas sistemos (įrenginio, mašinos) efektyvumui transformuojant arba perduodant energiją; nustatomas pagal sunaudotos naudingosios energijos santykį su visu sistemos gaunamos energijos kiekiu; paprastai žymimas h = W total / Wcymmary.
Elektros varikliuose naudingumo koeficientas – tai atlikto (naudingo) mechaninio darbo ir iš šaltinio gaunamos elektros energijos santykis; šilumos varikliuose - naudingo mechaninio darbo ir sunaudoto šilumos kiekio santykis; elektros transformatoriuose - antrinėje apvijoje gautos elektromagnetinės energijos ir pirminės apvijos suvartojamos energijos santykis. Efektyvumui apskaičiuoti skirtingos energijos rūšys ir mechaninis darbas išreiškiami tais pačiais vienetais, remiantis mechaniniu šilumos ekvivalentu ir kitais panašiais santykiais. Dėl savo bendrumo efektyvumo sąvoka leidžia palyginti ir vienu požiūriu įvertinti tokias skirtingas sistemas kaip branduoliniai reaktoriai, elektros generatoriai ir varikliai, šiluminės elektrinės, puslaidininkiniai įtaisai, biologiniai objektai ir kt.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Power_Work
Lauko apkrova yra terminas, vartojamas daugelyje mokslo ir technologijų sričių.
„Efektyvumo“ parametras dažnai įvedamas kaip naudingosios apkrovos „svorio“ ir bendro sistemos „svorio“ santykis. Šiuo atveju "svoris" gali būti matuojamas tiek kilogramais / tonomis, tiek bitais (perduodant paketus tinkle), tiek minutėmis / valandomis (skaičiuojant procesoriaus laiko efektyvumą), tiek kitais vienetais.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Useful_load

Kas yra naudingas darbas, o kas – veltui?

Vladimiras Popovas

Naudodami tą ar kitą mechanizmą atliekame darbus, kurie visada viršija tai, kas būtina užsibrėžtam tikslui pasiekti. Atsižvelgiant į tai, yra atskiriamas užbaigtas arba išleistas Az darbas ir naudingas Ap. Jei, pavyzdžiui, mūsų tikslas yra w masės krovinį pakelti į aukštį H, tai naudingas darbas yra toks, kurį sąlygoja tik apkrovą veikiančios gravitacijos jėgos įveikimas. Tolygiai keliant krovinį, kai mūsų veikiama jėga yra lygi krovinio gravitacijai, šį darbą galima rasti taip:

Jei kroviniui pakelti naudojame bloką ar bet kokį kitą mechanizmą, tai, be apkrovos gravitacijos, turime įveikti ir mechanizmo dalių gravitaciją, taip pat mechanizme veikiančią trinties jėgą. Pavyzdžiui, naudojant kilnojamąjį bloką, turėsime atlikti papildomus darbus, kad pakeltume patį bloką trosu ir įveiktume trinties jėgą bloko ašyje. Be to, kai įgauname jėgų, pakeliui visada pralaimime (apie tai plačiau žemiau), o tai taip pat turi įtakos darbui. Visa tai lemia tai, kad mūsų praleistas darbas yra naudingesnis:
Az> Ap.
Naudingas darbas visada yra tik dalis viso darbo, kurį žmogus atlieka naudodamasis mechanizmu.
Fizinis dydis, parodantis, kokia naudingo darbo dalis yra iš viso sunaudoto darbo, vadinamas mechanizmo naudingumo koeficientu.

Puošnus

Efektyvumas (našumo koeficientas) parodo, kokia dalis viso sunaudoto darbo yra naudingas darbas.
Norėdami rasti efektyvumą, turite rasti naudingo darbo ir išleisto darbo santykį:

Fizikoje sąvoka „darbas“ turi kitokį apibrėžimą nei kasdieniame gyvenime. Konkrečiai kalbant, terminas „darbas“ vartojamas, kai fizinė jėga sukelia objekto judėjimą. Apskritai, jei galinga jėga priverčia objektą pajudėti labai toli, tada dirbama daug. O jei jėga maža arba objektas labai toli nejuda, tada tik šiek tiek darbo. Stiprumą galima apskaičiuoti pagal formulę: Darbas = F × D × kosinusas (θ) kur F = jėga (niutonais), D = poslinkis (metrais) ir θ = kampas tarp jėgos vektoriaus ir judėjimo krypties.

Žingsniai

1 dalis

1. Raskite jėgos vektoriaus kryptį ir judėjimo kryptį. Norėdami pradėti, pirmiausia svarbu nustatyti, kuria kryptimi juda objektas, taip pat iš kur veikiama jėga. Atminkite, kad objektai ne visada juda pagal jiems taikomą jėgą – pavyzdžiui, jei traukiate nedidelį vežimėlį už rankenos, taikydami įstrižainę jėgą (jei esate aukštesnis už vežimėlį) Persiųsti. Tačiau šiame skyriuje nagrinėsime situacijas, kai objekto jėga (pastangos) ir judėjimas turėti ta pati kryptis. Norėdami gauti informacijos apie tai, kaip susirasti darbą, kai šie elementai ne turi tą pačią kryptį, skaitykite toliau.

   • Kad šis procesas būtų lengvai suprantamas, vykdykime užduoties pavyzdį. Tarkime, žaislinį vežimą tiesiai į priekį traukia traukinys priešais jį. Šiuo atveju jėgos vektorius ir traukinio judėjimo kryptis rodo tą patį kelią - Persiųsti... Atlikdami kitus veiksmus naudosime šią informaciją, kad padėtume surasti subjekto atliktą darbą.

2. Raskite objekto poslinkį. Pirmąjį kintamąjį D arba poslinkį, kurio mums reikia darbo formulei, paprastai lengva rasti. Poslinkis yra tiesiog atstumas, dėl kurio objektas pajudėjo iš pradinės padėties. Mokomosiose užduotyse ši informacija, kaip taisyklė, yra arba pateikiama (žinoma), arba gali būti išvesta (rasta) iš kitos užduotyje pateiktos informacijos. Realiame gyvenime viskas, ką turite padaryti, kad nustatytumėte poslinkį, yra išmatuoti atstumą, kuriuo objektai juda.

   • Atkreipkite dėmesį, kad atstumo vienetai formulėje turi būti metrais, norint apskaičiuoti darbą.
   • Žaislinio traukinio pavyzdyje, tarkime, randame darbą, kurį atliko traukinys važiuojant bėgiu. Jei jis prasideda tam tikrame taške ir sustoja maždaug 2 metrai palei trasą, tada galime naudoti 2 metrai mūsų „D“ reikšmei formulėje.

3. Raskite objektą veikiančią jėgą. Tada suraskite jėgos, kuri naudojama objektui perkelti, kiekį. Tai jėgos „jėgos“ matas – kuo didesnė jos vertė, tuo jis stipriau stumia objektą ir tuo greičiau pagreitina jo eigą. Jei jėgos dydis nenurodytas, jį galima nustatyti iš masės ir poslinkio pagreičio (su sąlyga, kad jai neveikia kitos prieštaringos jėgos), naudojant formulę F = M × A.

   • Atkreipkite dėmesį, kad jėgos vienetai turi būti niutonais, kad būtų galima apskaičiuoti darbo formulę.
   • Tarkime, kad mūsų pavyzdyje nežinome jėgos dydžio. Tačiau tarkime, kad žinoti kad žaislinis traukinys sveria 0,5 kg ir kad jėga verčia jį įsibėgėti 0,7 metro per sekundę greičiu 2. Šiuo atveju reikšmę galime rasti padauginę iš M × A = 0,5 × 0,7 = 0,35 Niutonas.

4. Padauginkite stiprumą × atstumą. Kai žinote objektą veikiančios jėgos dydį ir atstumą, kuriuo jis buvo perkeltas, visa kita bus lengva. Tiesiog padauginkite šias dvi reikšmes viena iš kitos, kad gautumėte darbo vertę.

   • Atėjo laikas išspręsti mūsų pavyzdinę problemą. Kai jėgos vertė yra 0,35 niutono ir poslinkio vertė 2 metrai, mūsų atsakymas yra paprastas daugybos dalykas: 0,35 × 2 = 0,7 džaulio.
   • Galbūt pastebėjote, kad įžangoje pateikta formulė turi papildomą formulės dalį: kosinusą (θ). Kaip aptarta aukščiau, šiame pavyzdyje judėjimo jėga ir kryptis taikomos ta pačia kryptimi. Tai reiškia, kad kampas tarp jų yra 0 o. Kadangi kosinusas (0) = 1, jo įtraukti nereikia – tiesiog padauginame iš 1.

5. Atsakymą nurodykite džauliais. Fizikoje darbo vertės (ir keletas kitų dydžių) beveik visada pateikiamos matavimo vienetu, vadinamu džauliu. Vienas džaulis apibrėžiamas kaip 1 niutonas vienam metrui taikomos jėgos arba, kitaip tariant, 1 niutonas × metras. Tai prasminga – kadangi atstumą dauginate iš jėgos, prasminga, kad gautas atsakymas turės matavimo vienetą, lygų jūsų jėgos vienetui, padaugintam iš jūsų atstumo.

   2 dalis

   Darbo skaičiavimas naudojant kampinę jėgą

   1. Raskite jėgą ir poslinkį, kaip įprasta. Aukščiau nagrinėjome problemą, kai objektas juda ta pačia kryptimi, kaip ir jam taikoma jėga. Tiesą sakant, taip būna ne visada. Tais atvejais, kai objekto jėga ir judėjimas yra dviem skirtingomis kryptimis, norint gauti tikslų rezultatą, į lygtį taip pat turi būti įtrauktas skirtumas tarp šių dviejų krypčių. Pirma, kaip paprastai darote, suraskite jėgos ir objekto poslinkio dydį.

      • Pažvelkime į kitą problemos pavyzdį. Šiuo atveju tarkime, kad žaislinį traukinį traukiame į priekį, kaip aprašyta aukščiau pateiktoje problemos pavyzdyje, tačiau šį kartą iš tikrųjų traukiame aukštyn įstrižu kampu. Kitame žingsnyje į tai atsižvelgsime, bet kol kas laikysimės pagrindinių dalykų: traukinio judėjimo ir jį veikiančios jėgos dydžio. Tarkime, kad jėga turi dydį 10 Niutonas ir kad jis vairavo tą patį 2 metrai pirmyn kaip ir anksčiau.

   2. Raskite kampą tarp jėgos vektoriaus ir poslinkio. Skirtingai nei anksčiau pateiktuose pavyzdžiuose, kai jėga yra kita nei objekto judėjimo kryptis, reikia rasti skirtumą tarp dviejų krypčių pagal kampą tarp jų. Jei ši informacija jums nepateikta, gali tekti patiems išmatuoti kampą arba gauti jį iš kitos problemos informacijos.

      • Tarkime, kad mūsų užduoties pavyzdyje veikiama jėga yra maždaug 60 o virš horizontalios plokštumos. Jei traukinys vis dar juda tiesiai (ty horizontaliai), kampas tarp jėgos vektoriaus ir traukinio judėjimo bus lygus 60 o.

   3. Padauginkite jėgą × atstumą × kosinusą (θ). Kai žinote objekto poslinkį, jį veikiančios jėgos dydį ir kampą tarp jėgos vektoriaus ir jo judėjimo, sprendimas yra beveik toks pat lengvas, kaip ir neatsižvelgus į kampą. Tiesiog paimkite kampo kosinusą (tam gali prireikti mokslinio skaičiuotuvo) ir padauginkite jį iš jėgos ir poslinkio, kad rastumėte atsakymą į savo problemą džauliais.

      • Išspręskime savo problemos pavyzdį. Naudodami skaičiuotuvą nustatome, kad 60 o kosinusas yra 1/2. Įtraukę tai į formulę, problemą galime išspręsti taip: 10 niutonų × 2 metrų × 1/2 = 10 džaulių.

   3 dalis

   Naudojant darbo vertę

   1. Pakeiskite formulę, kad rastumėte atstumą, stiprumą arba kampą. Aukščiau pateikta darbo formulė nėra tiesiog naudinga ieškant darbo – taip pat naudinga ieškant bet kokių kintamųjų lygtyje, kai jau žinai darbo prasmę. Tokiais atvejais tiesiog pažymėkite ieškomą kintamąjį ir išspręskite lygtį pagal pagrindines algebros taisykles.

      • Pavyzdžiui, tarkime, kad žinome, kad mūsų traukinys traukiamas 20 niutonų jėga daugiau nei 5 metrų bėgių kelio įstrižainės kampu, kad būtų atliktas 86,6 džaulių darbas. Tačiau mes nežinome jėgos vektoriaus kampo. Norėdami rasti kampą, tiesiog pasirenkame šį kintamąjį ir išsprendžiame lygtį taip: 86,6 = 20 × 5 × kosinusas (θ) 86,6 / 100 = kosinusas (θ) Arccos (0,866) = θ = 30 val

   2. Padalinkite iš laiko, praleisto judant, kad rastumėte galią. Fizikoje darbas yra glaudžiai susijęs su kitu matavimo tipu, vadinamu „galia“. Galia yra tiesiog būdas kiekybiškai įvertinti greitį, kuriuo tam tikroje sistemoje atliekamas darbas per ilgą laiką. Taigi, norint rasti galią, tereikia padalyti objekto perkėlimui panaudotą darbą iš laiko, reikalingo judėjimui užbaigti. Galios matavimai nurodomi W vienetais (kurie yra lygūs džauliui / sekundei).

      • Pavyzdžiui, tarkime, kad pavyzdyje pateikta problema, pateikta aukščiau, traukiniui pajudėti 5 metrus prireikė 12 sekundžių. Tokiu atveju tereikia padalyti atliktą darbą, kad jį perkeltumėte 5 metrus (86,6 J) iš 12 sekundžių, kad rastumėte atsakymą, kaip apskaičiuoti galią: 86,6 / 12 = " 7,22 vatai.

   3. Norėdami rasti sistemos mechaninę energiją, naudokite formulę TME i + W nc = TME f. Darbą taip pat galima panaudoti sistemoje esančios energijos kiekiui nustatyti. Aukščiau pateiktoje formulėje TME i = pradinė bendroji mechaninė energija TME sistemoje f = galutinis bendra mechaninė energija sistemoje ir W nc = darbas, atliktas ryšių sistemose dėl nekonservatyvių jėgų. ... Šioje formulėje, jei jėga veikia judėjimo kryptimi, tada ji yra teigiama, o jei spaudžia (prieš) jį, tada ji yra neigiama. Atkreipkite dėmesį, kad abu energijos kintamuosius galima rasti pagal formulę (½) mv 2, kur m = masė ir V = tūris.

      • Pavyzdžiui, dviejų aukščiau pateiktų žingsnių problemos pavyzdyje tarkime, kad traukinio bendra mechaninė energija iš pradžių buvo 100 J. Kadangi problemos jėga traukia traukinį ta kryptimi, kuria jis jau pravažiavo, ji yra teigiama. Šiuo atveju galutinė traukinio energija yra TME i + W nc = 100 + 86,6 = 186,6 J.
      • Atkreipkite dėmesį, kad nekonservatyvios jėgos yra jėgos, kurių galia paveikti objekto pagreitį priklauso nuo objekto nuvažiuojamo kelio. Trintis yra geras pavyzdys – objektas, stumiamas trumpu, tiesiu keliu, trinties poveikį pajus trumpai, o objektas, stumiamas ilgu, vingiuotu keliu į tą pačią galutinę vietą, patirs didesnę trintį.
   • Jei pavyksta išspręsti problemą, šypsokis ir džiaukis savimi!
   • Treniruokitės spręsdami kuo daugiau problemų, tai užtikrins visišką supratimą.
   • Tęskite pratimus ir bandykite dar kartą, jei nepavyks pirmą kartą.
   • Išstudijuokite šiuos dalykus apie darbą:
     • Darbas, atliktas jėga, gali būti teigiamas arba neigiamas. (Šia prasme terminai „teigiamas arba neigiamas“ turi savo matematinę reikšmę ir įprastą reikšmę).
     • Atliktas darbas yra neigiamas, kai jėga veikia priešinga poslinkiui kryptimi.
     • Atliktas darbas yra teigiamas, kai jėga veikia važiavimo kryptimi.

Energetinės judesio charakteristikos pristatomos remiantis mechaninio darbo arba jėgos darbo sąvoka.

Darbas A, kurį atlieka pastovi jėga F → yra fizikinis dydis, lygus jėgos ir poslinkio modulių sandaugai, padaugintam iš kampo kosinuso α esantis tarp jėgos vektorių F → ir poslinkio s →.

Šis apibrėžimas aptariamas 1 paveiksle. aštuoniolika. 1 .

Darbo formulė parašyta taip,

A = F s cos α.

Darbas yra skaliarinis. Tai leidžia būti teigiamam esant (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) .

Džaulis lygus darbui, kurį atlieka 1 N jėga judant 1 m jėgos kryptimi.

1 paveikslas . aštuoniolika. 1 . Jėgos darbas F →: A = F s cos α = F s s

Su projekcija F s → jėgos F → poslinkio kryptimi s → ​​jėga nepasilieka pastovi, o darbo apskaičiavimas esant mažiems poslinkiams Δ s i Sumuojama ir pagaminama pagal formulę:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i.

Šis darbo kiekis skaičiuojamas nuo ribos (Δ s i → 0), po kurios jis virsta integralu.

Kūrinio grafinis vaizdas nustatomas pagal kreivinės figūros plotą, esantį po 1 paveikslo grafiku F s (x). aštuoniolika. 2.

1 paveikslas . aštuoniolika. 2. Grafinis darbo apibrėžimas Δ A i = F s i Δ s i.

Nuo koordinačių priklausančios jėgos pavyzdys yra spyruoklės tamprumo jėga, kuri paklūsta Huko dėsniui. Spyruoklei ištempti reikia taikyti jėgą F →, kurios modulis proporcingas spyruoklės pailgėjimui. Tai galima pamatyti 1 paveiksle. aštuoniolika. 3.

1 paveikslas . aštuoniolika. 3. Ištempta spyruoklė. Išorinės jėgos F → kryptis sutampa su poslinkio kryptimi s →. F s = k x, kur k reiškia spyruoklės standumą.

F → y p p = - F →

Išorinės jėgos modulio priklausomybę nuo x koordinačių galima nubrėžti naudojant tiesę.

1 paveikslas . aštuoniolika. 4 . Išorinės jėgos modulio priklausomybė nuo koordinatės, kai spyruoklė įtempta.

Iš aukščiau pateikto paveikslo galima rasti darbą su dešiniojo laisvojo spyruoklės galo išorine jėga, naudojant trikampio plotą. Formulė įgaus formą

Ši formulė taikoma norint išreikšti išorinės jėgos atliekamą darbą, kai suspaudžiama spyruoklė. Abu atvejai rodo, kad tamprumo jėga F → y p p yra lygi išorinės jėgos F → darbui, bet su priešingu ženklu.

2 apibrėžimas

Jei kūną veikia kelios jėgos, tada viso darbo formulė atrodys kaip viso su juo atlikto darbo suma. Kai kūnas juda transliaciniu būdu, jėgų taikymo taškai juda vienodai, tai yra, visų jėgų bendras darbas bus lygus veikiančių jėgų atstojamojo darbui.

1 paveikslas . aštuoniolika. 5 . Mechaninio darbo modelis.

Galios nustatymas

Galia vadinti jėgos darbą, atliekamą per laiko vienetą.

Galios fizinio dydžio įrašas, žymimas N, yra darbo A santykio su atliekamo darbo laiko intervalu t forma, tai yra:

4 apibrėžimas

CI sistema naudoja vatus (W t) kaip galios vienetą, kuris yra lygus jėgos, kuri atlieka darbą 1 W per 1 s, galiai.

Jei tekste pastebėjote klaidą, pažymėkite ją ir paspauskite Ctrl + Enter

Kad būtų galima apibūdinti judesio energetines charakteristikas, buvo pristatyta mechaninio darbo sąvoka. Ir būtent jai įvairiomis apraiškomis straipsnis skirtas. Norint suprasti, tema yra lengva ir gana sudėtinga. Autorius nuoširdžiai stengėsi, kad jis būtų suprantamesnis ir suprantamesnis, belieka tikėtis, kad tikslas pasiektas.

Kas vadinamas mechaniniu darbu?

Kas taip vadinama? Jei kūną veikia kokia nors jėga ir dėl šio kūno veikimo jis juda, tai vadinama mechaniniu darbu. Žiūrint iš mokslinės filosofijos pusės, čia galima išskirti kelis papildomus aspektus, tačiau straipsnyje tema bus nagrinėjama fizikos požiūriu. Mechaninis darbas nėra sunkus, jei gerai apgalvosite čia užrašytus žodžius. Bet žodis „mechaninis“ dažniausiai nerašomas, o viskas sutrumpinama iki žodžio „darbas“. Tačiau ne kiekvienas darbas yra mechaninis. Čia žmogus sėdi ir galvoja. Ar tai veikia? Psichiškai taip! Bet ar tai mechaninis darbas? Nr. O jei žmogus vaikšto? Jei kūnas juda veikiamas jėgos, tai yra mechaninis darbas. Tai paprasta. Kitaip tariant, kūną veikianti jėga atlieka (mechaninį) darbą. Ir dar vienas dalykas: tai darbas, galintis apibūdinti tam tikros jėgos veikimo rezultatą. Taigi jei žmogus vaikšto, tai tam tikros jėgos (trintis, gravitacija ir kt.) atlieka mechaninį darbą žmogui ir dėl jų veikimo žmogus pakeičia savo buvimo vietos tašką, kitaip tariant, juda.

Darbas kaip fizinis dydis yra lygus kūną veikiančiai jėgai, padaugintai iš kelio, kurį kūnas nuėjo veikiamas šios jėgos ir jos nurodyta kryptimi. Galima sakyti, kad mechaninis darbas buvo atliktas, jei vienu metu buvo įvykdytos 2 sąlygos: jėga veikė kūną, o jis judėjo savo veikimo kryptimi. Bet tai neįvyko arba nevyksta, jei veikė jėga ir kūnas nepakeitė savo vietos koordinačių sistemoje. Štai keletas nedidelių pavyzdžių, kai neatliekamas mechaninis darbas:

1. Taigi žmogus gali atsiremti į didžiulį riedulį, norėdamas jį pajudinti, bet jėgų neužtenka. Akmenį veikia jėga, bet jis nejuda, o darbas nevyksta.
2. Kūnas juda koordinačių sistemoje, o jėga lygi nuliui arba visos jos kompensuojamos. Tai galima pastebėti judant pagal inerciją.
3. Kai kūno judėjimo kryptis yra statmena jėgos veikimui. Kai traukinys juda horizontalia linija, gravitacijos jėga neatlieka savo darbo.

Priklausomai nuo tam tikrų sąlygų, mechaninis darbas yra neigiamas ir teigiamas. Taigi, jei ir jėgų, ir kūno judesių kryptys yra vienodos, tada atsiranda teigiamas darbas. Teigiamo darbo pavyzdys yra gravitacijos veikimas krintantį vandens lašą. Bet jei judėjimo jėga ir kryptis yra priešingi, tada atsiranda neigiamas mechaninis darbas. Tokio varianto pavyzdys – į viršų kylantis balionas ir gravitacijos jėga, kuri atlieka neigiamą darbą. Kai kūnas pasiduoda kelių jėgų įtakai, šis darbas vadinamas „susikuriančios jėgos darbu“.

Praktinio pritaikymo ypatybės (kinetinė energija)

Nuo teorijos pereiname prie praktinės dalies. Atskirai turėtume kalbėti apie mechaninį darbą ir jo panaudojimą fizikoje. Kaip daugelis tikriausiai prisiminė, visa kūno energija skirstoma į kinetinę ir potencialinę. Kai objektas yra pusiausvyroje ir niekur nejuda, jo potenciali energija yra lygi bendrajai energijai, o kinetinė energija lygi nuliui. Kai prasideda judėjimas, potencinė energija pradeda mažėti, kinetinė energija pradeda augti, tačiau sumoje jie prilygsta bendrajai objekto energijai. Materialaus taško kinetinė energija apibrėžiama kaip jėgos, kuri pagreitino tašką nuo nulio iki H reikšmės, darbas, o pagal formulę kūno kinetika yra lygi ½ * M * H, kur M yra masė . Norint sužinoti objekto, susidedančio iš daugybės dalelių, kinetinę energiją, reikia rasti visos dalelių kinetinės energijos sumą, ir tai bus kūno kinetinė energija.

Praktinio pritaikymo ypatybės (potenciali energija)

Tuo atveju, kai visos kūną veikiančios jėgos yra konservatyvios, o potenciali energija lygi bendrajai, darbas neatliekamas. Šis postulatas žinomas kaip mechaninės energijos tvermės dėsnis. Mechaninė energija uždaroje sistemoje laikui bėgant yra pastovi. Apsaugos įstatymas plačiai naudojamas klasikinės mechanikos problemoms spręsti.

Praktinio pritaikymo ypatybės (termodinamika)

Termodinamikoje darbas, kurį dujos atlieka plėtimosi metu, apskaičiuojamas iš integralo, padauginančio slėgį iš tūrio. Šis metodas taikomas ne tik tais atvejais, kai yra tiksli tūrio funkcija, bet ir visiems procesams, kurie gali būti rodomi slėgio / tūrio plokštumoje. Be to, žinios apie mechaninį darbą taikomos ne tik dujoms, bet ir viskam, kas gali daryti slėgį.

Praktinio pritaikymo praktikoje ypatumai (teorinė mechanika)

Teorinėje mechanikoje visos aukščiau aprašytos savybės ir formulės yra nagrinėjamos išsamiau, visų pirma, tai yra projekcijos. Jis taip pat pateikia savo apibrėžimą įvairioms mechaninio darbo formulėms (Rimmerio integralo apibrėžimo pavyzdys): riba, iki kurios linksta visų elementaraus darbo jėgų suma, kai pertvaros smulkumas linkęs į nulį, yra vadinamas jėgos darbu išilgai kreivės. Tikriausiai sunku? Bet nieko, tai viskas su teorine mechanika. Ir visi mechaniniai darbai, fizika ir kiti sunkumai baigėsi. Toliau bus tik pavyzdžiai ir išvada.

Mechaniniai darbo mazgai

Džauliai naudojami darbui matuoti SI, o CGS naudoja erg:

1. 1 J = 1 kgm² / s² = 1 Nm
2. 1 erg = 1 gcm² / s² = 1 dyncm
3. 1 erg = 10–7 J

Mechaninio darbo pavyzdžiai

Norėdami pagaliau suprasti tokią sąvoką kaip mechaninis darbas, turėtumėte išstudijuoti kelis atskirus pavyzdžius, kurie leis jums tai apsvarstyti iš daugelio, bet ne iš visų pusių:

1. Kai žmogus pakelia akmenį rankomis, tada rankų raumenų jėgos pagalba vyksta mechaninis darbas;
2. Traukiniui važiuojant bėgiais jį traukia traktoriaus traukos jėga (elektrovežis, dyzelinis lokomotyvas ir kt.);
3. Jei paimsite ginklą ir šaudysite iš jo, tada dėl parako dujų sukuriamos slėgio jėgos darbas bus atliktas: kulka judama palei pistoleto vamzdį tuo pačiu metu, kai didėja pačios kulkos greitis;
4. Mechaninis darbas taip pat yra tada, kai trinties jėga veikia kūną, verčia jį sumažinti judėjimo greitį;
5. Aukščiau pateiktas pavyzdys su rutuliais, kai jie kyla priešinga kryptimi gravitacijos krypčiai, taip pat yra mechaninio darbo pavyzdys, tačiau be gravitacijos veikia ir Archimedo jėga, kai viskas, kas lengvesnė už orą, kyla aukštyn.

Kas yra galia?

Pabaigai norėčiau paliesti galios temą. Jėgos darbas, kuris atliekamas per vieną laiko vienetą, vadinamas galia. Tiesą sakant, galia yra toks fizinis dydis, kuris atspindi darbo santykį su tam tikru laikotarpiu, per kurį šis darbas buvo atliktas: M = P / B, kur M yra galia, P yra darbas, B yra laikas. SI galios vienetas yra 1 W. Vatas yra lygus galiai, kuri atlieka vieną džaulį per vieną sekundę: 1 W = 1J / 1s.