Kas yra pilnas fizikos darbas. Mechaninis darbas: apibrėžimas ir formulė

Atkreipkite dėmesį, kad darbas ir energija turi tuos pačius matavimo vienetus. Tai reiškia, kad darbas gali būti paverstas energija. Pavyzdžiui, norint pakelti kūną į tam tikrą aukštį, tada jis turės potencinę energiją, reikia jėgos, kuri atliks šį darbą. Kėlimo jėgos atliktas darbas virs potencialia energija.

Darbo nustatymo pagal priklausomybės grafiką F(r) taisyklė: darbas yra skaitine prasme lygus figūros plotui po jėgos ir poslinkio grafiku.

Kampas tarp jėgos vektoriaus ir poslinkio

1) Teisingai nustatykite jėgos, kuri atlieka darbą, kryptį; 2) Pavaizduojame poslinkio vektorių; 3) Perkeliame vektorius į vieną tašką ir gauname norimą kampą.

Paveiksle kūną veikia sunkio jėga (mg), atramos reakcija (N), trinties jėga (Ftr) ir lyno F tempimo jėga, kurios veikiamas kūnas. juda r.

Gravitacijos darbas

Žemės reakcijos darbas

Trinties jėgos darbas

Darbas atliekamas lyno įtempimu

Darbas atliekamas rezultatine jėga

Rezultatinės jėgos atliktas darbas gali būti rastas dviem būdais: 1 metodas - kaip visų kūną veikiančių jėgų darbo suma (atsižvelgiant į „+“ arba „-“ ženklus), mūsų pavyzdyje.
2 metodas - pirmiausia suraskite gaunamą jėgą, tada tiesiogiai jos darbą, žr. pav

Tamprumo jėgos darbas

Norint rasti tamprumo jėgos atliktą darbą, reikia atsižvelgti į tai, kad ši jėga kinta, nes priklauso nuo spyruoklės pailgėjimo. Iš Huko dėsnio išplaukia, kad didėjant absoliučiam pailgėjimui, jėga didėja.

Norėdami apskaičiuoti tamprios jėgos darbą spyruoklei (kūnui) pereinant iš nedeformuotos būsenos į deformuotą, naudokite formulę

Galia

Skaliarinis dydis, apibūdinantis darbo greitį (galima nubrėžti analogiją su pagreičiu, kuris apibūdina greičio kitimo greitį). Nustatoma pagal formulę

Efektyvumas

Efektyvumas – tai mašinos atlikto naudingo darbo ir viso per tą patį laiką sunaudotos (paduodamos energijos) darbo santykis.

Efektyvumas išreiškiamas procentais. Kuo šis skaičius artimesnis 100%, tuo didesnis mašinos našumas. Efektyvumas negali būti didesnis nei 100, nes neįmanoma atlikti daugiau darbų naudojant mažiau energijos.

Nuožulniosios plokštumos efektyvumas – tai gravitacijos atliekamo darbo ir darbo, sugaišto judant išilgai pasvirusios plokštumos, santykis.

Svarbiausia prisiminti

1) Formulės ir matavimo vienetai;
2) Darbas atliekamas prievarta;
3) Mokėti nustatyti kampą tarp jėgos ir poslinkio vektorių

Jei jėgos atliktas darbas judant kūnui uždaru keliu yra lygus nuliui, tai tokios jėgos vadinamos konservatyvus arba potencialą. Darbas, kurį atlieka trinties jėga, judant kūną uždaru keliu, niekada nėra lygus nuliui. Trinties jėga, skirtingai nuo gravitacijos ar tamprumo jėgos, yra nekonservatyvus arba nepotencialus.

Yra sąlygų, kurioms esant formulė negali būti naudojama
Jei jėga yra kintama, jei judėjimo trajektorija yra lenkta linija. Šiuo atveju kelias yra padalintas į mažas atkarpas, kurioms šios sąlygos yra įvykdytos, ir apskaičiuojamas elementarus kiekvienos iš šių atkarpų darbas. Bendras darbas šiuo atveju yra lygus elementarių darbų algebrinei sumai:

Tam tikra jėga atliekamo darbo vertė priklauso nuo atskaitos sistemos pasirinkimo.

Su mechaniniu darbu (jėgos darbu) jau esi susipažinęs iš pagrindinės mokyklos fizikos kurso. Prisiminkime ten pateiktą mechaninio darbo apibrėžimą šiais atvejais.

Jei jėga nukreipta ta pačia kryptimi kaip ir kūno judėjimas, tai jėgos atliekamas darbas

Šiuo atveju jėgos atliktas darbas yra teigiamas.

Jei jėga nukreipta priešingai kūno judėjimui, tai jėgos atliekamas darbas

Šiuo atveju jėgos atliktas darbas yra neigiamas.

Jei jėga f_vec nukreipta statmenai kūno poslinkiui s_vec, tai jėgos atliktas darbas lygus nuliui:

Darbas yra skaliarinis dydis. Darbo vienetas vadinamas džauliu (simbolis: J), pagerbiant anglų mokslininką Jamesą Joule'ą, suvaidinusį svarbų vaidmenį atrandant energijos tvermės dėsnį. Iš (1) formulės seka:

1 J = 1 N * m.

1. Išilgai stalo 2 m buvo perkeltas 0,5 kg sveriantis blokas, veikiant jį 4 N tamprumo jėga (28.1 pav.). Trinties koeficientas tarp bloko ir stalo yra 0,2. Koks darbas veikia bloką?
a) gravitacija m?
b) normalios reakcijos jėgos?
c) tamprumo jėgos?
d) slydimo trinties jėgos tr?

Visą darbą, kurį atlieka kelios kūną veikiančios jėgos, galima rasti dviem būdais:
1. Raskite kiekvienos jėgos darbą ir sudėkite šiuos darbus, atsižvelgdami į ženklus.
2. Raskite visų kūną veikiančių jėgų atstojamąjį ir apskaičiuokite rezultato darbą.

Abu metodai leidžia pasiekti tą patį rezultatą. Norėdami tuo įsitikinti, grįžkite į ankstesnę užduotį ir atsakykite į 2 užduoties klausimus.

2. Kam jis lygus:
a) visų bloką veikiančių jėgų atliktų darbų suma?
b) visų bloką veikiančių jėgų rezultatas?
c) darbo rezultatas? Bendruoju atveju (kai jėga f_vec nukreipta savavališku kampu į poslinkį s_vec) jėgos veikimo apibrėžimas yra toks.

Pastovios jėgos darbas A yra lygus jėgos modulio F sandaugai iš poslinkio modulio s ir kampo α tarp jėgos krypties ir poslinkio krypties kosinuso:

A = Fs cos α (4)

3. Parodykite, kad bendras darbo apibrėžimas leidžia daryti išvadas, parodytas šioje diagramoje. Suformuluokite juos žodžiu ir užsirašykite į sąsiuvinį.

4. Jėga veikiama ant stalo esančiam blokui, kurio modulis yra 10 N. Koks yra kampas tarp šios jėgos ir bloko judėjimo, jei, perkeliant bloką 60 cm išilgai stalo, ši jėga veikia darbas: a) 3 J; b) –3 J; c) –3 J; d) –6 J? Padarykite aiškinamuosius brėžinius.

2. Gravitacijos darbas

Tegul kūnas, kurio masė yra m, juda vertikaliai nuo pradinio aukščio h n iki galutinio aukščio h k.

Jei kūnas juda žemyn (h n > h k, 28.2 pav., a), judėjimo kryptis sutampa su gravitacijos kryptimi, todėl gravitacijos darbas yra teigiamas. Jei kūnas juda aukštyn (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.

Abiem atvejais darbas atliekamas gravitacijos būdu

A = mg(h n – h k). (5)

Dabar suraskime gravitacijos atliktą darbą judant kampu vertikaliai.

5. Nedidelis m masės blokas nuslydo išilgai pasvirusios s ilgio ir h aukščio plokštumos (28.3 pav.). Pasvirusi plokštuma sudaro kampą α su vertikalia.

a) Koks kampas tarp gravitacijos krypties ir bloko judėjimo krypties? Padarykite aiškinamąjį brėžinį.
b) Išreikškite gravitacijos darbą m, g, s, α.
c) Išreikškite s kaip h ir α.
d) Išreikškite gravitacijos darbą m, g, h.
e) Kokį darbą atlieka gravitacija, kai blokas juda aukštyn išilgai tos pačios plokštumos?

Atlikę šią užduotį esate įsitikinę, kad gravitacijos darbas išreiškiamas formule (5) net tada, kai kūnas juda kampu vertikaliai – tiek žemyn, tiek aukštyn.

Bet tada formulė (5) gravitacijos darbui galioja, kai kūnas juda bet kuria trajektorija, nes bet kurią trajektoriją (28.4 pav., a) galima pavaizduoti kaip mažų „pasvirusių plokštumų“ rinkinį (28.4 pav., b). .

Taigi,
gravitacijos atliktas darbas judant bet kuria trajektorija išreiškiamas formule

A t = mg(h n – h k),

kur h n – pradinis kūno aukštis, h k – jo galutinis aukštis.
Gravitacijos atliekamas darbas nepriklauso nuo trajektorijos formos.

Pavyzdžiui, gravitacijos darbas judant kūnui iš taško A į tašką B (28.5 pav.) 1, 2 ar 3 trajektorija yra toks pat. Iš čia visų pirma išplaukia, kad gravitacijos jėga judant uždara trajektorija (kai kūnas grįžta į pradinį tašką) yra lygi nuliui.

6. Ant l ilgio sriegio kabantis m masės rutulys buvo nukrypęs 90º, išlaikant siūlą įtemptą, ir atleistas be stūmimo.
a) Kokį darbą atlieka gravitacija per laiką, per kurį rutulys pasislenka į pusiausvyros padėtį (28.6 pav.)?
b) Kokį darbą per tą patį laiką atlieka sriegio tamprumo jėga?
c) Kokį darbą atlieka rezultatyviosios jėgos, veikiančios rutulį per tą patį laiką?

3. Tamprumo jėgos darbas

Kai spyruoklė grįžta į nedeformuotą būseną, tamprumo jėga visada atlieka teigiamą darbą: jos kryptis sutampa su judėjimo kryptimi (28.7 pav.).

Raskime darbą, kurį atlieka tamprumo jėga.
Šios jėgos modulis yra susietas su deformacijos moduliu x ryšiu (žr. § 15)

Tokios jėgos atliktą darbą galima rasti grafiškai.

Pirmiausia atkreipkime dėmesį, kad pastovios jėgos atliktas darbas yra skaitiniu būdu lygus stačiakampio plotui po jėgos ir poslinkio grafiku (28.8 pav.).

28.9 paveiksle parodytas tamprumo jėgos F(x) grafikas. Protiškai padalinkime visą kūno judėjimą į tokius mažus intervalus, kad kiekviename iš jų jėgą būtų galima laikyti pastovia.

Tada kiekvieno iš šių intervalų darbas yra lygus figūros plotui po atitinkama grafiko dalimi. Visas darbas yra lygus šių sričių darbų sumai.

Vadinasi, šiuo atveju darbas yra skaitiniu būdu lygus figūros plotui po priklausomybės F(x) grafiku.

7. Naudodamiesi 28.10 pav., įrodykite, kad

elastinės jėgos atliktas darbas spyruoklei grįžtant į nedeformuotą būseną išreiškiamas formule

A = (kx 2)/2. (7)

8. Naudodami 28.11 paveiksle pateiktą grafiką, įrodykite, kad spyruoklės deformacijai pasikeitus nuo x n iki x k, tamprumo jėgos darbas išreiškiamas formule

Iš (8) formulės matome, kad tamprumo jėgos darbas priklauso tik nuo pradinės ir galutinės spyruoklės deformacijos nulis. Prisiminkime, kad gravitacijos darbas turi tą pačią savybę.

9. Pradiniu momentu 400 N/m standumo spyruoklės įtempimas Spyruoklė ištempiama dar 2 cm.
a) Kokia galutinė spyruoklės deformacija?
b) Kokį darbą atlieka spyruoklės tamprumo jėga?

10. Pradiniu momentu 200 N/m standumo spyruoklė ištempiama 2 cm, o paskutiniu momentu suspaudžiama 1 cm Kokį darbą atlieka spyruoklės tamprumo jėga?

4. Trinties jėgos darbas

Leiskite kūnui slysti išilgai fiksuotos atramos. Kūną veikianti slydimo trinties jėga visada yra nukreipta priešinga judėjimui, todėl slydimo trinties jėgos darbas yra neigiamas bet kuria judėjimo kryptimi (28.12 pav.).

Todėl, jei bloką perkelsite į dešinę, o kaištį tokiu pat atstumu į kairę, tada, nors jis grįš į pradinę padėtį, bendras slydimo trinties jėgos atliktas darbas nebus lygus nuliui. Tai yra svarbiausias skirtumas tarp slydimo trinties ir gravitacijos bei elastingumo darbo. Prisiminkime, kad šių jėgų darbas judant kūnui uždara trajektorija yra lygus nuliui.

11. Išilgai stalo buvo perkeltas 1 kg sveriantis blokas taip, kad jo trajektorija būtų kvadratas, kurio kraštinė buvo 50 cm.
a) Ar blokas grįžo į pradinį tašką?
b) Kokį bendrą darbą atlieka bloką veikianti trinties jėga? Trinties koeficientas tarp bloko ir stalo yra 0,3.

5. Galia

Dažnai svarbu ne tik atliekamas darbas, bet ir darbų atlikimo greitis. Jai būdinga galia.

Galia P yra atlikto darbo A ir laikotarpio t, per kurį šis darbas buvo atliktas, santykis:

(Kartais galia mechanikoje žymima raide N, o elektrodinamikoje – raide P. Mums patogiau naudoti tą patį galios žymėjimą.)

Galios vienetas yra vatas (simbolis: W), pavadintas anglų išradėjo Jameso Watto vardu. Iš (9) formulės išplaukia, kad

1 W = 1 J/s.

12. Kokią jėgą išvysto žmogus 2 s tolygiai pakeldamas 10 kg sveriantį vandens kibirą į 1 m aukštį?

Galią dažnai patogu išreikšti ne darbu ir laiku, o jėga ir greičiu.

Panagrinėkime atvejį, kai jėga nukreipta išilgai poslinkio. Tada jėgos A = Fs atliktas darbas. Pakeitę šią išraišką galios formule (9), gauname:

P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (10)

13. Automobilis važiuoja horizontaliu keliu 72 km/h greičiu. Tuo pačiu metu jo variklis išvysto 20 kW galią. Kokia yra pasipriešinimo jėga automobilio judėjimui?

Užuomina. Kai automobilis juda horizontaliu keliu pastoviu greičiu, traukos jėga yra lygi pasipriešinimo automobilio judėjimui jėgai.

14. Kiek laiko užtruks tolygiai pakelti 4 tonas sveriantį betoninį bloką į 30 m aukštį, jei krano variklio galia 20 kW, o krano elektros variklio naudingumo koeficientas – 75 %?

Užuomina. Elektros variklio naudingumo koeficientas lygus krovinio kėlimo ir variklio darbo santykiui.

Papildomi klausimai ir užduotys

15. Iš balkono 10 aukščio ir 45º kampu į horizontalę buvo išmestas 200 g masės kamuolys. Skrydžio metu pasiekęs maksimalų 15 m aukštį, kamuolys nukrito ant žemės.
a) Kokį darbą atlieka gravitacija keliant rutulį?
b) Kokį darbą atlieka gravitacija, kai kamuolys nuleidžiamas?
c) Kokį darbą atlieka gravitacija viso rutulio skrydžio metu?
d) Ar sąlygoje yra papildomų duomenų?

16. 0,5 kg masės rutulys pakabinamas ant spyruoklės, kurios standumas 250 N/m, ir yra pusiausvyroje. Kamuolys pakeliamas taip, kad spyruoklė nedeformuotųsi ir paleidžiama be stūmimo.
a) Į kokį aukštį buvo pakeltas rutulys?
b) Kokį darbą atlieka gravitacija per tą laiką, per kurį rutulys pajuda į pusiausvyros padėtį?
c) Kokį darbą atlieka tamprumo jėga per tą laiką, per kurį rutulys pasislenka į pusiausvyros padėtį?
d) Kokį darbą atlieka visų jėgų, veikiančių rutulį, rezultatą, per kurį rutulys juda į pusiausvyros padėtį?

17. 10 kg sveriančios rogės be pradinio greičio nuslysta nuo apsnigto kalno, kurio pasvirimo kampas yra α = 30º, ir nuvažiuoja tam tikrą atstumą horizontaliu paviršiumi (28.13 pav.). Trinties koeficientas tarp rogių ir sniego yra 0,1. Kalno pagrindo ilgis l = 15 m.

a) Kokio dydžio trinties jėga rogėms judant horizontaliu paviršiumi?
b) Kokį darbą atlieka trinties jėga, rogėms judant horizontaliu paviršiumi 20 m atstumu?
c) Kokio dydžio trinties jėga rogėms judant palei kalną?
d) Kokį darbą atlieka trinties jėga nuleidžiant roges?
e) Kokį darbą atlieka gravitacija nuleidžiant roges?
f) Kokį darbą atlieka roges besileidžiančios nuo kalno rezultatinės jėgos?

18. 1 toną sveriantis automobilis juda 50 km/h greičiu. Variklis išvysto 10 kW galią. Benzino sąnaudos yra 8 litrai 100 km. Benzino tankis – 750 kg/m 3, o savitoji degimo šiluma – 45 MJ/kg. Koks yra variklio efektyvumas? Ar yra kokių nors papildomų duomenų apie būklę?
Užuomina. Šilumos variklio naudingumo koeficientas lygus variklio atliekamo darbo ir kuro degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekio santykiui.

Norint apibūdinti judesio energetines charakteristikas, buvo pristatyta mechaninio darbo sąvoka. Ir straipsnis tam skirtas įvairiomis apraiškomis. Tema ir lengva, ir gana sunkiai suprantama. Autorius nuoširdžiai stengėsi, kad jis būtų suprantamesnis ir suprantamesnis, belieka tikėtis, kad tikslas pasiektas.

Kaip vadinamas mechaninis darbas?

Kaip tai vadinasi? Jei kūną veikia kokia nors jėga ir dėl jos veikimo kūnas juda, tai vadinama mechaniniu darbu. Artėjant mokslinės filosofijos požiūriu, čia galima išskirti kelis papildomus aspektus, tačiau straipsnyje tema bus nagrinėjama fizikos požiūriu. Mechaninis darbas nėra sunkus, jei gerai apgalvosite čia užrašytus žodžius. Tačiau žodis „mechaninis“ paprastai nerašomas, o viskas sutrumpinama iki žodžio „darbas“. Tačiau ne kiekvienas darbas yra mechaninis. Štai žmogus sėdi ir galvoja. Ar tai veikia? Psichiškai taip! Bet ar tai mechaninis darbas? Nr. O jei žmogus eina? 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 žmogaus darbą ir dėl jų veikimo žmogus pakeičia savo vietos tašką, kitaip tariant, juda.

Darbas kaip fizinis dydis 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: kūną veikė jėga, o jis judėjo savo veikimo kryptimi. Bet tai neįvyko arba neįvyksta, jei jėga veikė ir kūnas nepakeitė savo vietos koordinačių sistemoje. Štai nedideli pavyzdžiai, kai mechaniniai darbai neatliekami:

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

Priklausomai nuo tam tikrų sąlygų mechaninis darbas gali būti neigiamas ir teigiamas. Taigi, jei tiek jėgų, tiek kūno judesių kryptys yra vienodos, tada atsiranda teigiamas darbas. Teigiamo darbo pavyzdys yra gravitacijos įtaka krintnčiam vandens lašui. Bet jei judėjimo jėga ir kryptis yra priešingi, tada atsiranda neigiamas mechaninis darbas. Tokios galimybės pavyzdys yra balionas, kylantis aukštyn ir gravitacijos jėga, kuri atlieka neigiamą darbą. Kai kūną veikia kelios jėgos, toks darbas vadinamas „rezultuojančiu jėgos darbu“.

Praktinio pritaikymo ypatybės (kinetinė energija)

Nuo teorijos pereikime prie praktinės dalies. Atskirai reikėtų kalbėti apie mechaninį darbą ir jo panaudojimą fizikoje. Kaip daugelis tikriausiai prisimena, visa kūno energija skirstoma į kinetinę ir potencialinę. Kai objektas yra pusiausvyroje ir niekur nejuda, jo potenciali energija yra lygi jo bendrajai energijai, o jo kinetinė energija lygi nuliui. Kai prasideda judėjimas, potencinė energija pradeda mažėti, kinetinė energija pradeda didėti, tačiau sumoje jie yra lygūs bendrajai objekto energijai. Materialaus taško kinetinė energija apibrėžiama kaip jėgos, kuri pagreitina tašką nuo nulio iki reikšmės H, darbas, o formulėje kūno kinetika yra lygi ½*M*N, kur M yra masė. Norint sužinoti objekto, susidedančio iš daugelio 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 potencinė energija lygi bendrajai, darbas neatliekamas. Šis postulatas žinomas kaip mechaninės energijos tvermės dėsnis. Mechaninė energija uždaroje sistemoje yra pastovi per tam tikrą laiko intervalą. Apsaugos įstatymas plačiai naudojamas klasikinės mechanikos problemoms spręsti.

Praktinio pritaikymo ypatybės (termodinamika)

Termodinamikoje darbas, kurį dujos atlieka plėtimosi metu, apskaičiuojamas integralu iš slėgio ir tūrio. Šis metodas taikomas ne tik tais atvejais, kai yra tiksli tūrio funkcija, bet ir visiems procesams, kurie gali būti rodomi slėgio / tūrio plokštumoje. Ji taip pat taiko žinias apie mechaninį darbą ne tik dujoms, bet ir viskam, kas gali daryti slėgį.

Praktinio pritaikymo praktikoje ypatumai (teorinė mechanika)

Teorinėje mechanikoje išsamiau nagrinėjamos visos aukščiau aprašytos savybės ir formulės, ypač projekcijos. Taip pat pateikiamas įvairių mechaninio darbo formulių apibrėžimas (Rimmerio integralo apibrėžimo pavyzdys): riba, iki kurios linksta visų elementaraus darbo jėgų suma, kai pertvaros smulkumas linkęs į nulį, vadinama jėgos darbas išilgai kreivės. Tikriausiai sunku? Bet nieko, su teorine mechanika viskas gerai. Taip, visi mechaniniai darbai, fizika ir kiti sunkumai baigėsi. Toliau bus tik pavyzdžiai ir išvada.

Mechaninio darbo matavimo vienetai

SI darbui matuoti naudoja džaulius, o GHS naudoja ergs:

1 J = 1 kg m²/s² = 1 N m
1 erg = 1 g cm²/s² = 1 dyne cm
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:

Kai žmogus rankomis pakelia akmenį, rankų raumenų jėgos pagalba vyksta mechaninis darbas;
Kai traukinys važiuoja bėgiais, jį traukia traktoriaus traukos jėga (elektrovežis, dyzelinis lokomotyvas ir kt.);
Jei paimsite ginklą ir šaudysite iš jo, tada dėl parako dujų sukuriamos slėgio jėgos bus atliktas darbas: kulka judama palei ginklo vamzdį tuo pačiu metu, kai didėja pačios kulkos greitis;
Mechaninis darbas taip pat egzistuoja, kai trinties jėga veikia kūną, verčia jį sumažinti judėjimo greitį;
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 pakyla viskas, kas lengviau už orą.

Kas yra galia?

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

Turinys:

Elektros srovė generuojama tam, kad ateityje ją būtų galima panaudoti tam tikriems tikslams, atlikti kokius nors darbus. Elektros dėka veikia visi prietaisai, prietaisai ir įranga. Pats kūrinys reiškia tam tikras pastangas perkelti elektros krūvį nustatytu atstumu. Paprastai toks darbas grandinės atkarpoje bus lygus skaitinei šios sekcijos įtampos vertei.

Norėdami atlikti reikiamus skaičiavimus, turite žinoti, kaip matuojamas srovės darbas. Visi skaičiavimai atliekami remiantis pradiniais duomenimis, gautais naudojant matavimo priemones. Kuo didesnis įkrovimas, tuo daugiau pastangų reikia jį perkelti ir bus atlikta daugiau darbo.

Kaip vadinamas srovės darbas?

Elektros srovė, kaip fizikinis dydis, pati savaime neturi praktinės reikšmės. Svarbiausias veiksnys yra srovės poveikis, apibūdinamas jos atliekamu darbu. Pats kūrinys reprezentuoja tam tikrus veiksmus, kurių metu vienos rūšies energija virsta kita. Pavyzdžiui, elektros energija paverčiama mechanine energija sukant variklio veleną. Pats elektros srovės darbas – tai krūvių judėjimas laidininke veikiant elektriniam laukui. Tiesą sakant, visą įkrautų dalelių judėjimą atlieka elektrinis laukas.

Norint atlikti skaičiavimus, reikia išvesti elektros srovės veikimo formulę. Norėdami sudaryti formules, jums reikės parametrų, tokių kaip srovės stiprumas ir. Kadangi elektros srovės ir elektrinio lauko atliekamas darbas yra tas pats dalykas, jis bus išreikštas kaip įtampos ir krūvio, tekančio laidininke, sandauga. Tai yra: A = Uq. Ši formulė buvo gauta iš laido įtampą lemiančio ryšio: U = A/q. Iš to išplaukia, kad įtampa atspindi elektrinio lauko A atliekamą darbą pernešant įkrautą dalelę q.

Pati įkrauta dalelė arba krūvis rodomas kaip srovės stiprumo ir laiko, praleisto šiam krūviui judėti išilgai laidininko, sandauga: q = It. Šioje formulėje buvo naudojamas srovės stiprio laidininke santykis: I = q/t. Tai yra, tai yra krūvio ir laiko, per kurį įkrova praeina per laidininko skerspjūvį, santykis. Galutinėje formoje elektros srovės veikimo formulė atrodys kaip žinomų dydžių sandauga: A = UIt.

Kokiais vienetais matuojamas elektros srovės darbas?

Prieš tiesiogiai sprendžiant klausimą, kaip matuojamas elektros srovės darbas, būtina surinkti visų fizikinių dydžių, su kuriais apskaičiuojamas šis parametras, matavimo vienetus. Bet koks darbas, todėl šio dydžio matavimo vienetas bus 1 džaulis (1 J). Įtampa matuojama voltais, srovė – amperais, o laikas – sekundėmis. Tai reiškia, kad matavimo vienetas atrodys taip: 1 J = 1 V x 1 A x 1 s.

Remiantis gautais matavimo vienetais, elektros srovės darbas bus nustatytas kaip srovės stiprumo grandinės atkarpoje, sekcijos galuose esančios įtampos ir laiko, per kurį srovė teka per grandinę, sandauga. dirigentas.

Matavimai atliekami naudojant voltmetrą ir laikrodį. Šie įrenginiai leidžia efektyviai išspręsti problemą, kaip rasti tikslią tam tikro parametro reikšmę. Jungiant ampermetrą ir voltmetrą prie grandinės, būtina tam tikrą laiką stebėti jų rodmenis. Gauti duomenys įterpiami į formulę, po kurios rodomas galutinis rezultatas.

Visų trijų prietaisų funkcijos yra sujungtos elektros skaitikliuose, kuriuose atsižvelgiama į sunaudotą energiją, o iš tikrųjų į elektros srovės atliekamą darbą. Čia naudojamas kitas vienetas – 1 kW x h, o tai taip pat reiškia, kiek darbo buvo atlikta per laiko vienetą.

Viena iš svarbiausių mechanikos sąvokų yra jėgos darbas .

Jėgos darbas

Visi fiziniai kūnai mus supančiame pasaulyje yra pajudinami jėga. Jei ta pačia arba priešinga kryptimi judantį kūną veikia vieno ar kelių kūnų jėga arba kelios jėgos, tada sakoma, kad darbai atliekami .

Tai yra, mechaninį darbą atlieka jėga, veikianti kūną. Taigi elektrinio lokomotyvo traukos jėga pajudina visą traukinį ir taip atlieka mechaninį darbą. Dviratis varomas dviratininko kojų raumenų jėgos. Vadinasi, ši jėga atlieka ir mechaninį darbą.

Fizikoje jėgos darbas vadinti fizikinį dydį, lygų jėgos modulio, jėgos taikymo taško poslinkio modulio ir kampo tarp jėgos ir poslinkio vektorių kosinuso sandaugai.

A = F s cos (F, s) ,

Kur F jėgos modulis,

s – kelionių modulis .

Darbas atliekamas visada, jei kampas tarp jėgos vėjų ir poslinkio nėra lygus nuliui. Jei jėga veikia judėjimo krypčiai priešinga kryptimi, darbo kiekis yra neigiamas.

Darbas neatliekamas, jei kūno neveikia jokios jėgos arba kampas tarp veikiančios jėgos ir judėjimo krypties yra 90 o (cos 90 o = 0).

Jei arklys tempia vežimą, tada arklio raumenų jėga arba traukos jėga, nukreipta vežimo judėjimo kryptimi, veikia. Tačiau gravitacijos jėga, kuria vairuotojas spaudžia vežimėlį, neveikia, nes ji nukreipta žemyn, statmenai judėjimo krypčiai.

Jėgos darbas yra skaliarinis dydis.

Darbo vienetas SI matavimo sistemoje - džaulis. 1 džaulis – tai darbas, atliktas 1 niutono jėga 1 m atstumu, jei jėgos ir poslinkio kryptys sutampa.

Jei kūną ar materialųjį tašką veikia kelios jėgos, tai mes kalbame apie darbą, kurį atlieka jų gaunama jėga.

Jei taikoma jėga nėra pastovi, tada jos darbas apskaičiuojamas kaip integralas:

Galia

Jėga, kuri verčia kūną judėti, atlieka mechaninį darbą. Tačiau kaip šis darbas atliekamas greitai ar lėtai, kartais labai svarbu žinoti praktiškai. Juk tą patį darbą galima atlikti skirtingu laiku. Darbą, kurį atlieka didelis elektros variklis, gali atlikti mažas variklis. Tačiau tam jam reikės daug daugiau laiko.

Mechanikoje yra dydis, apibūdinantis darbo greitį. Šis kiekis vadinamas galia.

Galia – tai per tam tikrą laikotarpį atlikto darbo ir šio laikotarpio vertės santykis.

N= A /∆ t

Pagal apibrėžimą A = F s cos α , A s/∆ t = v , vadinasi