Ажил олох томъёо юу вэ? Хэрэгтэй жор

Физикийн хувьд "ажил" гэсэн ойлголт нь хэрэглэж байснаас өөр тодорхойлолттой байдаг өдөр тутмын амьдрал. Ялангуяа "ажил" гэсэн нэр томъёог хэзээ хэрэглэдэг биеийн хүч чадалобъектыг хөдөлгөхөд хүргэдэг. Ерөнхийдөө хэрэв хүчирхэг хүчобъектыг маш хол хөдөлгөдөг бол маш их ажил хийгддэг. Хэрэв хүч бага эсвэл объект тийм ч хол хөдөлдөггүй бол зөвхөн бага хэмжээний ажил хийдэг. Хүчийг дараах томъёогоор тооцоолж болно. Ажил = F × D × косинус(θ), энд F = хүч (Ньютоноор), D = шилжилт (метрээр), θ = хүчний вектор ба хөдөлгөөний чиглэлийн хоорондох өнцөг.

Алхам

1-р хэсэг

1. Хүчний векторын чиглэл ба хөдөлгөөний чиглэлийг ол.Эхлэхийн тулд эхлээд объект аль чиглэлд хөдөлж байгааг, мөн хүч хаана байгааг тодорхойлох нь чухал юм. Объектууд тэдэнд үйлчлэх хүчний дагуу үргэлж хөдөлдөггүй гэдгийг санаарай - жишээлбэл, та жижиг тэрэгний бариулаас татвал диагональ хүч (хэрэв та тэрэгнээс өндөр бол) урагш хөдөлгөдөг. . Гэхдээ энэ хэсэгт бид объектын хүч (хүч чармайлт) болон хөдөлгөөнтэй холбоотой нөхцөл байдлыг авч үзэх болно байнаижил чиглэл. Эдгээр зүйлсийн үед хэрхэн ажил олох талаар мэдээлэл авах Үгүйижил чиглэлтэй, доороос уншина уу.

   • Энэ үйл явцыг ойлгоход хялбар болгохын тулд жишээ бодлого баримталъя. Тоглоомын тэргийг урдуур нь галт тэрэг шууд татсан гэж бодъё. Энэ тохиолдолд хүчний вектор ба галт тэрэгний хөдөлгөөний чиглэл нь ижил зам руу чиглэнэ - урагшаа. Дараагийн алхмуудад бид энэ мэдээллийг ашиглан тухайн объектын гүйцэтгэсэн ажлыг олоход туслах болно.

2. Объектийн шилжилтийг ол.Ажлын томъёонд шаардлагатай эхний D хувьсагч буюу офсетийг ихэвчлэн олоход хялбар байдаг. Нүүлгэн шилжүүлэлт гэдэг нь объектыг анхны байрлалаас нь хөдөлгөхөд хүргэсэн зай юм. IN боловсролын даалгаварЭнэ мэдээлэл нь ихэвчлэн өгөгдсөн (мэдэгдэж байгаа) эсвэл асуудлын бусад мэдээллээс дүгнэлт хийх боломжтой (олж болно). IN бодит амьдралшилжилтийг олохын тулд хийх ёстой зүйл бол объектуудын хөдөлж буй зайг хэмжих явдал юм.

   • Ажлыг тооцоолохын тулд зайны нэгжийг томъёонд метрээр тооцох ёстой гэдгийг анхаарна уу.
   • Манай тоглоомон галт тэрэгний жишээн дээр галт тэрэг зам дагуу өнгөрөхдөө хийсэн ажлыг олсон гэж бодъё. Хэрэв энэ нь тодорхой цэгээс эхэлж, зам дагуу 2 метр орчим газар зогсвол бид ашиглаж болно 2 метртомъёоны "D" бидний утгын хувьд.

3. Объектод үйлчлэх хүчийг ол.Дараа нь объектыг хөдөлгөхөд зарцуулсан хүчний хэмжээг ол. Энэ бол хүчний "хүч"-ийн хэмжүүр юм - түүний хэмжээ их байх тусам объектыг түлхэж, илүү хурдан хурдасдаг. Хэрэв хүчний хэмжээг заагаагүй бол F = M × A томъёог ашиглан шилжилтийн масс ба хурдатгалаас (түүн дээр үйлчлэх өөр зөрчилдөөнтэй хүч байхгүй гэж үзвэл) гаргаж болно.

   • Ажлын томъёог тооцоолохын тулд хүчний нэгжүүд нь Ньютон байх ёстой гэдгийг анхаарна уу.
   • Бидний жишээн дээр бид хүч чадлын хэмжээг мэдэхгүй гэж бодъё. Гэсэн хэдий ч үүнийг төсөөлье бид мэднэТоглоомын галт тэрэг нь 0.5 кг жинтэй бөгөөд түүнийг 0.7 метр/секундийн хурдтай хурдасгахад хүргэдэг хүч 2 . Энэ тохиолдолд бид M × A = 0.5 × 0.7 = үржүүлж утгыг олж болно 0.35 Ньютон.

4. Хүч x зайг үржүүлэх.Таны объектод үйлчлэх хүчний хэмжээ болон түүний хөдөлсөн зайг мэдсэний дараа бусад нь амархан болно. Ажлын утгыг авахын тулд эдгээр хоёр утгыг бие биенээр нь үржүүлэхэд л хангалттай.

   • Бидний жишээ асуудлаа шийдэх цаг болжээ. Хүчний утга 0.35 Ньютон, нүүлгэн шилжүүлэлтийн утга нь 2 метр бол бидний хариулт бол асуулт юм. энгийн үржүүлэх: 0.35 × 2 = 0.7 Жоуль.
   • Оршил хэсэгт өгсөн томъёонд косинус (θ) гэсэн нэмэлт хэсэг байгааг та анзаарсан байх. Дээр дурдсанчлан, энэ жишээнд хөдөлгөөний хүч ба чиглэлийг ижил чиглэлд хэрэглэнэ. Энэ нь тэдгээрийн хоорондох өнцөг нь 0 o байна гэсэн үг юм. Косинус (0) = 1 тул бид үүнийг оруулах шаардлагагүй - бид зүгээр л 1-ээр үржүүлнэ.

5. Хариултаа Жоулаар илэрхийл.Физикийн хувьд ажлын утгыг (болон бусад хэд хэдэн хэмжигдэхүүнүүдийг) бараг үргэлж Жоул хэмээх нэгжээр өгдөг. Нэг жоуль гэдэг нь нэг метр тутамд 1 Ньютон, өөрөөр хэлбэл 1 Ньютон × метрээр тодорхойлогддог. Энэ нь утга учиртай - та зайг хүчээр үржүүлж байгаа тул таны авах хариулт нь таны хүч чадлын нэгжийг зайг үржүүлсэнтэй тэнцүү хэмжүүртэй байх нь утга учиртай.

   2-р хэсэг

   Өнцгийн хүчийг ашиглан ажлыг тооцоолох

   1. Ердийнх шиг хүч ба шилжилтийг ол.Дээр бид объект түүнд үйлчлэх хүчтэй ижил чиглэлд хөдөлдөг асуудлыг авч үзсэн. Бодит байдал дээр энэ нь үргэлж тийм байдаггүй. Обьектийн хүч ба хөдөлгөөн хоёр өөр чиглэлд байгаа тохиолдолд үнэн зөв үр дүнд хүрэхийн тулд хоёр чиглэлийн ялгааг тэгшитгэлд оруулах шаардлагатай. Эхлээд ердийнх шигээ объектын хүч ба шилжилтийн хэмжээг ол.

      • Өөр нэг жишээ асуудлыг авч үзье. Энэ тохиолдолд бид дээрх жишээ бодлого шиг тоглоомын галт тэргийг урагш татаж байна гэж бодъё, гэхдээ энэ удаад бид диагональ өнцгөөр дээшээ татаж байна. Бид дараагийн алхамдаа үүнийг анхаарч үзэх болно, гэхдээ одоогоор бид галт тэрэгний хөдөлгөөн ба түүнд үйлчлэх хүчний хэмжээ гэсэн үндсэн ойлголтуудыг баримтална. Бидний зорилгын хувьд хүч чадалтай гэж үзье 10 Ньютонмөн тэр адилхан жолоодсон 2 метрөмнөх шигээ урагшаа.

   2. Хүчний вектор ба шилжилтийн хоорондох өнцгийг ол.Дээрх жишээнүүдээс ялгаатай нь биетийн хөдөлгөөнөөс өөр чиглэлд байгаа хүчээр хоёр чиглэлийн ялгааг тэдгээрийн хоорондох өнцгийн хувьд олох хэрэгтэй. Хэрэв энэ мэдээллийг танд өгөөгүй бол та өнцгийг өөрөө хэмжих эсвэл асуудлын бусад мэдээллээс дүгнэлт хийх шаардлагатай байж магадгүй юм.

      • Бидний жишээ бодлогод хэрэглэх хүч нь ойролцоогоор 60°-аас дээш байна гэж үзье хэвтээ хавтгай. Хэрэв галт тэрэг шулуун урагшаа (өөрөөр хэлбэл хэвтээ байдлаар) хөдөлж байвал хүчний вектор ба галт тэрэгний хөдөлгөөний хоорондох өнцөг дараах болно. 60 о.

   3. Хүч × Зай × Косинус (θ) үржүүлэх.Объектийн шилжилт хөдөлгөөн, түүнд үйлчлэх хүчний хэмжээ, хүчний вектор ба түүний хөдөлгөөний хоорондох өнцгийг мэдсэний дараа шийдэл нь өнцгийг тооцохгүйгээр бараг хялбар байх болно. Зүгээр л өнцгийн косинусыг аваад (үүнд шинжлэх ухааны тооцоолуур хэрэгтэй байж магадгүй), түүнийг хүч ба шилжилтээр үржүүлж, Жоул дахь асуудлынхаа хариултыг олоорой.

      • Асуудлынхаа жишээг шийдье. Тооцоологч ашиглан бид 60 o-ийн косинус нь 1/2-тэй тэнцүү болохыг олж мэдэв. Үүнийг томъёонд оруулбал бид асуудлыг дараах байдлаар шийдэж болно: 10 Ньютон × 2 метр × 1/2 = 10 Жоуль.

   3-р хэсэг

   Ажлын үнэ цэнийг ашиглах

   1. Зай, хүч эсвэл өнцгийг олохын тулд томьёог өөрчил.Дээрх ажлын томъёо нь тийм биш юм Зүгээр лажил олоход тустай - энэ нь ажлын үнэ цэнийг аль хэдийн мэдсэн үед тэгшитгэлээс аливаа хувьсагчийг олоход чухал ач холбогдолтой. Эдгээр тохиолдолд хайж буй хувьсагчаа зүгээр л тусгаарлаж, алгебрийн үндсэн дүрмийн дагуу тэгшитгэлийг шийдээрэй.

      • Жишээлбэл, манай галт тэрэг 20 Ньютоны хүчээр 5 метрийн замыг диагональ өнцгөөр татан 86.6 Жоулын ажил хийж байгааг бид мэднэ гэж бодъё. Гэсэн хэдий ч бид хүчний векторын өнцгийг мэдэхгүй. Өнцгийг олохын тулд бид энэ хувьсагчийг зүгээр л тусгаарлаж, тэгшитгэлийг дараах байдлаар шийднэ: 86.6 = 20 × 5 × Косинус(θ) 86.6/100 = Косинус(θ) Arccos(0.866) = θ = 30 о

   2. Хүчийг олохын тулд хөдөлж буй цаг хугацааг хуваа.Физикийн хувьд ажил нь хүч гэж нэрлэгддэг өөр төрлийн хэмжилттэй нягт холбоотой байдаг. Эрчим хүч гэдэг нь тодорхой систем дээр удаан хугацааны туршид ажил гүйцэтгэх хурдны хэмжээг тодорхойлох энгийн арга юм. Тиймээс хүчийг олохын тулд объектыг хөдөлгөхөд зарцуулсан ажлыг нүүдлийг дуусгахад зарцуулсан хугацаанд хуваахад л хангалттай. Эрчим хүчний хэмжилтийг Вт нэгжээр илэрхийлнэ (энэ нь Жоуль/секундтэй тэнцүү).

      • Жишээлбэл, дээрх алхам дахь жишээ бодлогод галт тэргийг 5 метр хөдөлгөхөд 12 секунд зарцуулсан гэж бодъё. Энэ тохиолдолд та үүнийг 5 метр (86.6 Ж) хөдөлгөхөд гүйцэтгэсэн ажлыг 12 секундэд хувааж, хүчийг тооцоолох хариултыг олоход хангалттай: 86.6/12 = " 7.22 Вт.

   3. TME i + W nc = TME f томъёог ашиглан олох механик энергисистемд.Ажлыг системд агуулагдах энергийн хэмжээг олоход ашиглаж болно. Дээрх томъёонд TME i = анхны TME систем дэх нийт механик энерги f = эцсийнсистем дэх нийт механик энерги ба W nc = консерватив бус хүчний нөлөөгөөр холбооны системд хийсэн ажил. . Энэ томъёонд хэрэв хөдөлгөөний чиглэлд хүч хэрэглэвэл эерэг, эсрэг (эсрэг) дарвал сөрөг байна. Эрчим хүчний хувьсагчийг хоёуланг нь (½)mv 2 томъёогоор олж болохыг анхаарна уу, энд m = масс ба V = эзэлхүүн байна.

      • Жишээлбэл, дээрх хоёр алхамын жишээ бодлогод галт тэрэг анх 100 Ж-ийн нийт механик энергитэй байсан гэж үзье. Бодлогын хүч нь галт тэргийг аль хэдийн явж байсан чиглэлд нь татаж байгаа тул энэ нь эерэг байна. Энэ тохиолдолд галт тэрэгний эцсийн энерги нь TME i + W nc = 100 + 86.6 = байна. 186.6 Ж.
      • Консерватив бус хүч нь объектын хурдатгалд нөлөөлөх хүч нь тухайн объектын туулсан замаас хамаардаг хүч гэдгийг анхаарна уу. Үрэлт нь сайн жишээ- Богино, шулуун замаар түлхэгдсэн зүйл үрэлтийн нөлөөг богино хугацаанд мэдрэх бол урт хугацаанд түлхэгдсэн зүйл бол ороомгийн замижил эцсийн байршилд ерөнхийдөө илүү их үрэлтийг мэдрэх болно.
   • Хэрэв та асуудлыг шийдэж чадвал инээмсэглэж, өөртөө баяртай байгаарай!
   • Аль болох шийдвэрлэх дадлага хий илүүдаалгаврууд, энэ нь бүрэн ойлголтыг баталгаажуулдаг.
   • Дасгалаа хий, хэрэв та анх удаагаа амжилтанд хүрч чадахгүй бол дахин оролдоно уу.
   • Ажлын талаар дараах зүйлсийг судал.
     • Хүчний хийсэн ажил эерэг эсвэл сөрөг байж болно. (Энэ утгаараа "эерэг эсвэл сөрөг" гэсэн нэр томъёо нь математикийн утгатай боловч энгийн утгатай).
     • Хүч нь шилжилтийн эсрэг чиглэлд үйлчлэх үед хийсэн ажил сөрөг байна.
     • Хүч шилжилтийн чиглэлд байгаа үед хийсэн ажил эерэг байна.

"Ажлыг хэрхэн хэмждэг вэ" сэдвийг нээхээс өмнө жижиг ухралт хийх хэрэгтэй. Энэ ертөнцийн бүх зүйл физикийн хуульд захирагддаг. Үйл явц, үзэгдэл бүрийг физикийн тодорхой хуулиудын үндсэн дээр тайлбарлаж болно. Хэмжсэн хэмжигдэхүүн бүрийн хувьд ихэвчлэн хэмжигддэг нэгж байдаг. Хэмжилтийн нэгжүүд нь тогтмол бөгөөд дэлхий даяар ижил утгатай.

Үүний шалтгаан нь дараах байдалтай байна. 1960 онд Жин, хэмжүүрийн XI Ерөнхий бага хурлаар дэлхий даяар хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэмжилтийн системийг баталжээ. Энэ системийг Le Système International d’Unités, SI (SI System International) гэж нэрлэсэн. Энэхүү систем нь дэлхий даяар хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэмжлийн нэгж, тэдгээрийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлох үндэс суурь болсон.

Физик нэр томьёо, нэр томъёо

Физикт термодинамикийн салбарыг хөгжүүлэхэд асар их хувь нэмэр оруулсан Английн физикч Жеймс Жоулийн нэрэмжит физикийн хувьд хүчний ажлын хэмжүүрийн нэгжийг J (Joule) гэж нэрлэдэг. Нэг Жоуль ажилтай тэнцүүтүүний хэрэглээ нь хүчний чиглэлд нэг М (метр) хөдөлж байх үед нэг N (Ньютон) хүчээр хийгдсэн. Нэг Н (Ньютон) хүчтэй тэнцүү, нэг кг (килограмм) масстай, хүчний чиглэлд нэг м/с2 (секундэд метр) хурдатгалтай.

МЭДЭЭ.Физикийн хувьд бүх зүйл хоорондоо холбоотой байдаг, аливаа ажлыг гүйцэтгэх нь нэмэлт үйлдлүүдийг гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, бид гэр ахуйн сэнсийг авч болно. Сэнс залгахад сэнсний ир нь эргэлдэж эхэлдэг. Эргэдэг ир нь агаарын урсгалд нөлөөлж, чиглэлтэй хөдөлгөөнийг өгдөг. Энэ бол ажлын үр дүн юм. Гэхдээ ажлыг гүйцэтгэхийн тулд бусад гадны хүчний нөлөөлөл шаардлагатай бөгөөд үүнгүйгээр үйлдэл хийх боломжгүй юм. Үүнд цахилгаан гүйдэл, хүч, хүчдэл болон бусад холбогдох утгууд орно.

Цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан дамжуулагч дахь электронуудын нэгж хугацаанд дараалсан хөдөлгөөн юм. Цахилгаан гүйдэл нь эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй бөөмс дээр суурилдаг. Тэдгээрийг цахилгаан цэнэг гэж нэрлэдэг. Францын эрдэмтэн, зохион бүтээгч Чарльз Кулоны нэрээр нэрлэгдсэн C, q, Kl (Coulomb) үсгээр тэмдэглэгдсэн. SI системд энэ нь цэнэглэгдсэн электронуудын тоог хэмжих нэгж юм. 1 С нь дамжин урсаж буй цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн эзэлхүүнтэй тэнцүү байна хөндлөн огтлолнэгж хугацаанд дамжуулагч. Цагийн нэгж нь нэг секунд юм. Томъёо цахилгаан цэнэгдоорх зурагт үзүүлэв.

Цахилгаан гүйдлийн хүчийг А үсгээр (ампер) тэмдэглэнэ. Ампер гэдэг нь дамжуулагчийн дагуу цэнэгийг хөдөлгөхөд зарцуулсан хүчний ажлын хэмжилтийг тодорхойлдог физикийн нэгж юм. Үндсэндээ, цахилгаан гүйдэл- энэ бол нөлөөн дор дамжуулагч дахь электронуудын дараалсан хөдөлгөөн юм цахилгаан соронзон орон. Дамжуулагч нь электрон дамжуулалтанд бага эсэргүүцэлтэй материал эсвэл хайлсан давс (электролит) юм. Цахилгаан гүйдлийн хүч чадал нь хүчдэл ба эсэргүүцэл гэсэн хоёр физик хэмжигдэхүүнээр нөлөөлдөг. Тэдгээрийг доор хэлэлцэх болно. Одоогийн хүч нь үргэлж хүчдэлтэй шууд пропорциональ, эсэргүүцэлтэй урвуу хамааралтай байдаг.

Дээр дурдсанчлан цахилгаан гүйдэл нь дамжуулагч дахь электронуудын дараалсан хөдөлгөөн юм. Гэхдээ нэг анхааруулга байдаг: тэд хөдлөхөд тодорхой нөлөөлөл хэрэгтэй. Энэ нөлөө нь боломжит зөрүүг бий болгосноор үүсдэг. Цахилгаан цэнэг эерэг эсвэл сөрөг байж болно. Эерэг төлбөрүүдүргэлж хичээдэг сөрөг цэнэгүүд. Энэ нь системийн тэнцвэрт байдалд зайлшгүй шаардлагатай. Эерэг болон сөрөг цэнэгтэй бөөмсийн тооны зөрүүг цахилгаан хүчдэл гэж нэрлэдэг.

Эрчим хүч гэдэг нь нэг секундын хугацаанд нэг Ж (Жоуль) ажлыг хийхэд зарцуулсан энергийн хэмжээ юм. Физикийн хэмжилтийн нэгжийг W (Вт), SI системд W (Ватт) гэж тэмдэглэсэн. Цахилгаан эрчим хүчийг авч үздэг тул зарцуулсан үнэ цэнэ нь энд байна цахилгаан эрчим хүчтодорхой үйлдлийг тодорхой хугацаанд гүйцэтгэх.

Бараг бүх хүмүүс эргэлзээгүйгээр хариулах болно: хоёрдугаарт. Мөн тэд буруу байх болно. Харин эсрэгээрээ. Физикийн хувьд механик ажлыг дүрсэлсэн байдаг дараах тодорхойлолтуудтай:биенд хүч үйлчилж, хөдөлж байх үед механик ажил хийгдэнэ. Механик ажил нь хэрэглэсэн хүч ба туулсан зайтай шууд пропорциональ байна.

Механик ажлын томъёо

Механик ажлыг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Энд A нь ажил, F нь хүч, s нь туулсан зай юм.

БОЛОМЖТОЙ (боломжит функц), физик хүчний орон (цахилгаан, таталцлын гэх мэт) болон ерөнхийдөө талбайн өргөн ангиллыг тодорхойлдог ойлголт. физик хэмжигдэхүүнүүд, вектороор (шингэний хурдны талбар гэх мэт) төлөөлдөг. IN ерөнхий тохиолдолболомж вектор талбара( x,y,z) нь ийм скаляр функц юм у(x,y,z) a=grad

35. Цахилгаан орон дахь дамжуулагч. Цахилгаан хүчин чадал.Цахилгаан орон дахь дамжуулагч.Дамжуулагч гэдэг нь цахилгаан орны нөлөөн дор хөдөлж чаддаг олон тооны чөлөөт цэнэг зөөгчөөр тодорхойлогддог бодис юм. Дамжуулагчид металл, электролит, нүүрс орно. Металлын хувьд чөлөөт цэнэгийн тээвэрлэгчид нь атомуудын гаднах бүрхүүлийн электронууд бөгөөд атомууд харилцан үйлчлэх үед "тэдний" атомуудтай холбоогоо бүрэн алдаж, бүхэл бүтэн дамжуулагчийн өмч болдог. Чөлөөт электронууд нь хийн молекулууд шиг дулааны хөдөлгөөнд оролцдог бөгөөд метал дундуур ямар ч чиглэлд хөдөлж чаддаг. Цахилгаан хүчин чадал- дамжуулагчийн шинж чанар, түүний цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадварын хэмжүүр. Онолын хувьд цахилгаан хэлхээбагтаамж нь хоёр дамжуулагчийн харилцан багтаамж; Хоёр терминалын сүлжээ хэлбэрээр үзүүлсэн цахилгаан хэлхээний багтаамжийн элементийн параметр. Энэ багтаамж нь цахилгаан цэнэгийн хэмжээг эдгээр дамжуулагчийн потенциалын зөрүүтэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог.

36. Зэрэгцээ хавтантай конденсаторын багтаамж.

Хүчин чадал хавтгай конденсатор.

Тэр. Хавтгай конденсаторын багтаамж нь зөвхөн түүний хэмжээ, хэлбэр, диэлектрик дамжуулалтаас хамаарна. Өндөр хүчин чадалтай конденсаторыг бий болгохын тулд хавтангийн талбайг нэмэгдүүлэх, диэлектрик давхаргын зузааныг багасгах шаардлагатай.

37. Вакуум дахь гүйдлийн соронзон харилцан үйлчлэл. Амперын хууль.Амперын хууль. 1820 онд Ампер (Францын эрдэмтэн (1775-1836)) тооцоолж болох хуулийг туршилтаар тогтоожээ. гүйдэл дамжуулах урттай дамжуулагч элемент дээр үйлчлэх хүч.

соронзон индукцийн вектор хаана байна, гүйдлийн чиглэлд татсан дамжуулагчийн уртын элементийн вектор.

Хүчний модуль нь дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэл ба соронзон орны индукцийн чиглэлийн хоорондох өнцөг юм. Нэг жигд талбарт гүйдэл дамжуулах урттай шулуун дамжуулагчийн хувьд

Үйлчлэх хүчний чиглэлийг ашиглан тодорхойлж болно зүүн гарын дүрэм:

Хэрэв зүүн гарын алга нь соронзон орны хэвийн (гүйдэлтэй) бүрэлдэхүүн хэсэг нь далдуу мод руу орж, дөрвөн сунгасан хуруу нь гүйдлийн дагуу чиглүүлбэл эрхий хуруу нь Амперын хүчийг зааж өгнө. үйлдэл.

38. Соронзон орны хүч. Биот-Саварт-Лапласын хуульСоронзон орны хүч(стандарт тэмдэглэгээ Н ) - вектор физик хэмжигдэхүүн, векторын зөрүүтэй тэнцүү соронзон индукц Б Тэгээд соронзлолтын вектор Ж .

IN Олон улсын нэгжийн систем (SI): Хаана- соронзон тогтмол.

BSL хууль.Бие даасан гүйдлийн элементийн соронзон орныг тодорхойлох хууль

39. Био-Саварт-Лаплас хуулийн хэрэглээ.Тогтмол гүйдлийн талбарын хувьд

Дугуй эргэлтийн хувьд.

Мөн соленоидын хувьд

40. Соронзон орны индукцСоронзон орон нь вектор хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог бөгөөд үүнийг соронзон орны индукц гэж нэрлэдэг (орон зайн өгөгдсөн цэг дэх соронзон орны хүчний шинж чанар болох вектор хэмжигдэхүүн). М.И. (B) энэ нь дамжуулагчдад үйлчлэх хүч биш, энэ нь өгөгдсөн хүчээр олдох хэмжигдэхүүн юм. дараах томъёо: B=F / (I*l) (Амаар: MI вектор модуль. (Б) харьцаатай тэнцүү байнасоронзон шугамуудад перпендикуляр байрлах гүйдэл дамжуулах дамжуулагч дээр соронзон орон үйлчлэх F хүчний модуль, I дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч ба дамжуулагчийн урт l.Соронзон индукц нь зөвхөн соронзон ороноос хамаарна. Үүнтэй холбогдуулан индукцийг соронзон орны тоон шинж чанар гэж үзэж болно. Энэ нь хурдтай хөдөлж буй цэнэгт соронзон орон ямар хүчээр (Лоренцын хүч) үйлчлэхийг тодорхойлдог. MI-ийг tesla (1 Tesla) -аар хэмждэг. Энэ тохиолдолд 1 T=1 N/(A*m). МИ-д чиглэл бий. Графикийн хувьд үүнийг шугам хэлбэрээр зурж болно. Нэг төрлийн соронзон орон дээр MI шугамууд параллель байх ба MI ​​вектор нь бүх цэгүүдэд ижил аргаар чиглэнэ. Нэг жигд бус соронзон орны хувьд, тухайлбал, гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь талбайн хувьд соронзон индукцийн вектор нь дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь орон зайн цэг бүрт өөрчлөгдөх бөгөөд энэ векторын шүргэгч нь дамжуулагчийн эргэн тойронд төвлөрсөн тойрог үүсгэдэг. .

41. Соронзон орон дахь бөөмийн хөдөлгөөн. Лоренцын хүч. a) - Хэрэв бөөмс жигд соронзон орны муж руу нисч, V вектор В векторт перпендикуляр байвал Лоренцын хүч Fl=mV^2 тул R=mV/qB радиустай тойрогт хөдөлнө. /R нь төв рүү чиглэсэн хүчний үүрэг гүйцэтгэдэг. Хувьслын хугацаа нь T=2piR/V=2pim/qB-тэй тэнцүү бөгөөд энэ нь бөөмийн хурдаас хамаарахгүй (Энэ нь зөвхөн V-ийн хувьд үнэн юм.<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

Соронзон хүчийг дараах харьцаагаар тодорхойлно: Fl = q·V·B·sina (q нь хөдөлж буй цэнэгийн хэмжээ; V нь хурдны модуль; B нь соронзон орны индукцийн векторын модуль; альфа нь V вектор ба векторын хоорондох өнцөг B) Лоренцын хүч нь хурдтай перпендикуляр тул ажиллахгүй, цэнэгийн хурд ба кинетик энергийн модулийг өөрчилдөггүй. Гэхдээ хурдны чиглэл байнга өөрчлөгддөг. Лоренцын хүч нь B ба v векторуудад перпендикуляр байх ба түүний чиглэлийг Ампер хүчний чиглэлтэй адил зүүн гарын дүрмийг ашиглан тодорхойлно: хэрэв зүүн гар нь соронзон индукцийн бүрэлдэхүүн хэсэг В-д перпендикуляр байхаар байрлуулсан бол. цэнэгийн хурд, алган дээр орж, дөрвөн хуруу нь эерэг цэнэгийн хөдөлгөөний дагуу (сөрөг хөдөлгөөний эсрэг) чиглэнэ, дараа нь эрхий хуруугаараа 90 градус нугалж, Лоренцын хүчний F l үйлчилж буй чиглэлийг харуулна. төлбөр.

Өдөр тутмын амьдралд та ажил гэх мэт ойлголттой байнга тулгардаг. Энэ үг физикт ямар утгатай вэ, уян хатан хүчний ажлыг хэрхэн тодорхойлох вэ? Та эдгээр асуултын хариултыг нийтлэлээс олж мэдэх болно.

Механик ажил

Ажил нь хүч ба шилжилтийн хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог скаляр алгебрийн хэмжигдэхүүн юм. Хэрэв эдгээр хоёр хувьсагчийн чиглэл давхцаж байвал дараах томъёогоор тооцоолно.

• Ф- ажил гүйцэтгэх хүчний векторын модуль;
• С- шилжилтийн вектор модуль.

Биед үйлчилдэг хүч үргэлж ажил хийдэггүй. Жишээлбэл, таталцлын хүчний үйл ажиллагааны чиглэл нь биеийн хөдөлгөөнд перпендикуляр байвал түүний хийсэн ажил тэг болно.

Хэрэв хүчний вектор нь нүүлгэн шилжүүлэлтийн вектортой тэгээс ялгаатай өнцөг үүсгэдэг бол ажлыг тодорхойлохын тулд өөр томъёог ашиглана.

A=FScosα

α - хүч ба шилжилтийн векторуудын хоорондох өнцөг.

гэсэн үг, механик ажил нь шилжилтийн чиглэл ба шилжилтийн модуль дээрх хүчний проекцын үржвэр, эсвэл хүчний чиглэл ба энэ хүчний модуль дээрх шилжилтийн проекцын үржвэр юм.

Механик ажлын тэмдэг

Биеийн хөдөлгөөнтэй харьцуулахад хүчний чиглэлээс хамааран А ажил нь:

• эерэг (0°≤ α<90°);
• сөрөг (90°<α≤180°);
• тэгтэй тэнцүү (α=90°).

Хэрэв A>0 бол биеийн хурд нэмэгдэнэ. Жишээ нь модноос газарт унасан алим юм. А-д<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.

SI (Олон улсын нэгжийн систем) ажлын нэгж нь Жоуль (1N*1m=J) юм. Биеийг хүчний чиглэлд 1 метр хөдөлгөхөд утга нь 1 Ньютон байх хүчний гүйцэтгэсэн ажил нь жоуль юм.

Уян хатан хүчний ажил

Хүчний ажлыг графикаар бас тодорхойлж болно. Үүнийг хийхийн тулд F s (x) графикийн доорх муруй шугамын талбайг тооцоол.

Ийнхүү пүршний суналтаас уян харимхай хүчний хамаарлын графикаас уян харимхай хүчний ажлын томъёог гаргаж болно.

Энэ нь тэнцүү байна:

A=kx 2 /2

• к- хатуу байдал;
• x- үнэмлэхүй суналт.

Бид юу сурсан бэ?

Механик ажил нь биеийг хөдөлгөхөд хүргэдэг хүч хэрэглэх үед хийгддэг. Хүч ба шилжилтийн хооронд үүсэх өнцгөөс хамааран ажил нь тэг эсвэл сөрөг эсвэл эерэг тэмдэгтэй байж болно. Уян хатан хүчний жишээг ашиглан та ажлыг тодорхойлох график аргын талаар олж мэдсэн.

Механик ажил. Ажлын нэгж.

Өдөр тутмын амьдралд бид "ажил" гэсэн ойлголтоор бүх зүйлийг ойлгодог.

Физикийн хувьд ойлголт Ажиларай өөр. Энэ нь тодорхой физик хэмжигдэхүүн бөгөөд үүнийг хэмжих боломжтой гэсэн үг юм. Физикийн хувьд үүнийг голчлон судалдаг механик ажил .

Механик ажлын жишээг авч үзье.

Галт тэрэг нь цахилгаан зүтгүүрийн зүтгүүрийн хүчээр хөдөлж, механик ажил гүйцэтгэдэг. Буу буудах үед нунтаг хийн даралтын хүч ажилладаг - энэ нь сумыг торхны дагуу хөдөлгөж, сумны хурд нэмэгддэг.

Эдгээр жишээнүүдээс харахад бие нь хүчний нөлөөн дор хөдөлж байх үед механик ажил хийгддэг нь тодорхой байна. Биед үйлчлэх хүч (жишээлбэл, үрэлтийн хүч) түүний хөдөлгөөний хурдыг бууруулдаг тохиолдолд механик ажлыг гүйцэтгэдэг.

Шүүгээгээ хөдөлгөхийг хүсч байгаа тул бид үүнийг хүчтэй дардаг, гэхдээ хэрэв хөдөлдөггүй бол бид механик ажил хийдэггүй. Бие нь хүчний оролцоогүйгээр хөдөлдөг тохиолдол (энэ тохиолдолд инерцийн хувьд механик ажил хийгддэггүй) гэж төсөөлж болно.

Тэгэхээр, Биед хүч үйлчилж, хөдөлж байх үед л механик ажил хийгдэнэ .

Бие махбодид илүү их хүч үйлчилж, энэ хүчний нөлөөн дор бие нь урт замыг туулж, илүү их ажил хийдэг гэдгийг ойлгоход хэцүү биш юм.

Механик ажил нь хэрэглэсэн хүчтэй шууд пропорциональ, явсан зайтай шууд пропорциональ байна .

Тиймээс бид механик ажлыг хүчний үржвэр болон энэ хүчний энэ чиглэлд туулсан замаар хэмжихээр тохиролцов.

ажил = хүч × зам

Хаана А- Ажил, Ф- хүч чадал ба с- туулсан зай.

Ажлын нэгжийг 1м-ийн замд 1Н хүчээр гүйцэтгэсэн ажлыг авна.

Ажлын нэгж - жоуль (Ж ) Английн эрдэмтэн Жоулийн нэрэмжит. Тиймээс,

1 J = 1N м.

Мөн ашигласан киложоуль (кЖ) .

1 кЖ = 1000 Ж.

Томъёо A = Fsхүч хэрэглэх үед хэрэглэнэ Фтогтмол бөгөөд биеийн хөдөлгөөний чиглэлтэй давхцдаг.

Хэрэв хүчний чиглэл нь биеийн хөдөлгөөний чиглэлтэй давхцаж байвал энэ хүч эерэг ажил хийдэг.

Хэрэв бие нь хэрэглэсэн хүчний чиглэлийн эсрэг чиглэлд хөдөлдөг бол жишээлбэл гулсах үрэлтийн хүч нь сөрөг ажил хийдэг.

Хэрэв биед нөлөөлж буй хүчний чиглэл нь хөдөлгөөний чиглэлд перпендикуляр байвал энэ хүч ажиллахгүй, ажил тэг болно.

Ирээдүйд механик ажлын талаар ярихдаа бид үүнийг нэг үгээр товчхон нэрлэх болно - ажил.

Жишээ. 0.5 м3 эзэлхүүнтэй боржин чулуун хавтанг 20 м өндөрт өргөхөд хийсэн ажлыг тооцоолно Боржингийн нягт нь 2500 кг / м3.

Өгсөн:

ρ = 2500 кг/м 3

Шийдэл:

Энд F нь хавтанг жигд өргөхийн тулд хэрэглэх хүч юм. Энэ хүч нь хавтан дээр үйлчилж буй Fstrand-ийн хүчинтэй модулийн хувьд тэнцүү, өөрөөр хэлбэл F = Fstrand. Мөн таталцлын хүчийг хавтангийн массаар тодорхойлж болно: Fweight = gm. Түүний эзэлхүүн ба боржингийн нягтыг мэдэж, хавтангийн массыг тооцоолъё: m = ρV; s = h, өөрөөр хэлбэл зам нь өргөх өндөртэй тэнцүү байна.

Тэгэхээр м = 2500 кг / м3 · 0.5 м3 = 1250 кг.

F = 9.8 Н/кг · 1250 кг ≈ 12,250 Н.

A = 12,250 N · 20 м = 245,000 J = 245 кЖ.

Хариулах: A =245 кЖ.

Хөшүүрэг.Хүч чадал.Эрчим хүч

Янз бүрийн хөдөлгүүрүүд ижил ажлыг гүйцэтгэхийн тулд өөр өөр хугацаа шаарддаг. Жишээлбэл, барилгын талбайн кран хэдхэн минутын дотор хэдэн зуун тоосгыг барилгын дээд давхарт өргөдөг. Хэрэв эдгээр тоосгыг ажилчин зөөсөн бол үүнийг хийхэд хэдэн цаг шаардагдана. Өөр нэг жишээ. Морь нэг га газрыг 10-12 цагийн дотор хагалж чаддаг бол олон талт анжистай трактор ( анжис- хөрсний давхаргыг доороос нь тасдаж, овоолго руу шилжүүлдэг анжисны хэсэг; олон анжис - олон анжис), энэ ажил 40-50 минутын дотор дуусна.

Кран ажилчнаас, трактор морьноос хурдан адилхан ажлыг гүйцэтгэдэг нь ойлгомжтой. Ажлын хурд нь хүч гэж нэрлэгддэг тусгай хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог.

Эрчим хүч нь тухайн ажлыг гүйцэтгэсэн хугацааны харьцаатай тэнцүү байна.

Эрчим хүчийг тооцоолохын тулд та энэ ажлыг гүйцэтгэсэн хугацаанд ажлыг хуваах хэрэгтэй.хүч = ажил/цаг.

Хаана Н- хүч, А- Ажил, т- гүйцэтгэсэн ажлын цаг.

Эрчим хүч нь секунд тутамд ижил ажил хийх үед тогтмол хэмжигдэхүүн юм А/тдундаж хүчийг тодорхойлно:

Ндундаж = А/т . Хүчний нэгжийг 1 секундын дотор J ажил гүйцэтгэх хүчийг авна.

Энэ нэгжийг ватт гэж нэрлэдэг ( В) өөр нэг англи эрдэмтэн Ваттын хүндэтгэлд зориулж.

1 ватт = 1 жоуль/1 секунд, эсвэл 1 Вт = 1 Ж/с.

Ватт (секундэд жоуль) - Вт (1 Ж/с).

Технологид илүү том эрчим хүчний нэгжийг өргөн ашигладаг - киловатт (кВт), мегаватт (МВт) .

1 МВт = 1,000,000 Вт

1 кВт = 1000 Вт

1 мВт = 0.001 Вт

1 Вт = 0.000001 МВт

1 Вт = 0.001 кВт

1 Вт = 1000 мВт

Жишээ. Усны уналтын өндөр 25 м, урсацын хурд нь минутанд 120 м3 байвал далангаар урсах усны урсгалын хүчийг ол.

Өгсөн:

ρ = 1000 кг/м3

Шийдэл:

Унаж буй усны масс: m = ρV,

м = 1000 кг / м3 120 м3 = 120,000 кг (12 104 кг).

Усанд үйлчлэх таталцал:

F = 9.8 м/с2 120,000 кг ≈ 1,200,000 Н (12 105 Н)

Минутын урсгалаар хийсэн ажил:

A - 1,200,000 N · 25 м = 30,000,000 Дж (3 · 107 Ж).

Урсгалын хүч: N = A/t,

N = 30,000,000 Ж / 60 с = 500,000 Вт = 0.5 МВт.

Хариулах: N = 0.5 МВт.

Төрөл бүрийн хөдөлгүүрүүд нь зуун ба аравны нэг киловатт (цахилгаан сахлын мотор, оёдлын машин) -аас хэдэн зуун мянган киловатт (ус ба уурын турбин) хүртэл хүчин чадалтай.

Хүснэгт 5.

Зарим хөдөлгүүрийн хүч, кВт.

Хөдөлгүүр бүр нь хавтан (хөдөлгүүрийн паспорт) байдаг бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн тухай зарим мэдээлэл, түүний дотор түүний хүчийг харуулдаг.

Хэвийн үйл ажиллагааны нөхцөлд хүний ​​хүч дунджаар 70-80 Вт байдаг. Шатаар үсрэх эсвэл гүйх үед хүн 730 Вт хүртэл, зарим тохиолдолд бүр ч их хүчийг хөгжүүлдэг.

N = A/t томьёоноос ингэж гарна

Ажлыг тооцоолохын тулд энэ ажлыг гүйцэтгэсэн хугацаанд хүчийг үржүүлэх шаардлагатай.

Жишээ. Өрөөний сэнсний мотор нь 35 ваттын чадалтай. Тэр 10 минутын дотор хэр их ажил хийдэг вэ?

Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.

Өгсөн:

Шийдэл:

A = 35 Вт * 600 с = 21,000 Вт * с = 21,000 Ж = 21 кЖ.

Хариулах А= 21 кЖ.

Энгийн механизмууд.

Эрт дээр үеэс хүн механик ажил гүйцэтгэхийн тулд янз бүрийн төхөөрөмжийг ашиглаж ирсэн.

Гараар хөдөлгөх боломжгүй хүнд зүйлийг (чулуу, шүүгээ, машин хэрэгсэл) хангалттай урт саваа - хөшүүргийн тусламжтайгаар хөдөлгөж болно гэдгийг хүн бүр мэддэг.

Одоогийн байдлаар гурван мянган жилийн өмнө Эртний Египтэд пирамид барих явцад хөшүүргийн тусламжтайгаар хүнд чулуун хавтангуудыг хөдөлгөж, өндөрт өргөсөн гэж үздэг.

Ихэнх тохиолдолд хүнд ачааг тодорхой өндөрт өргөхийн оронд налуу хавтгайн дагуу өнхрүүлж эсвэл ижил өндөрт татах эсвэл блок ашиглан өргөх боломжтой.

Хүчийг хувиргахад ашигладаг төхөөрөмжүүдийг нэрлэдэг механизмууд .

Энгийн механизмууд нь: хөшүүрэг ба түүний сортууд - блок, хаалга; налуу хавтгай ба түүний сортууд - шаантаг, шураг. Ихэнх тохиолдолд энгийн механизмуудыг хүч чадлыг олж авах, өөрөөр хэлбэл биед үзүүлэх хүчийг хэд хэдэн удаа нэмэгдүүлэхэд ашигладаг.

Энгийн механизмууд нь гэр ахуйн болон үйлдвэрлэлийн болон үйлдвэрлэлийн бүх нарийн төвөгтэй машинуудад байдаг бөгөөд тэдгээр нь том ган хуудсыг огтолж, мушгиж, тамгалах эсвэл дараа нь даавуу хийдэг хамгийн нарийн утас татдаг. Үүнтэй ижил механизмыг орчин үеийн нарийн төвөгтэй автомат машин, хэвлэх, тоолох машинуудаас олж болно.

Хөшүүрэг. Хөшүүрэг дээрх хүчний тэнцвэр.

Хамгийн энгийн бөгөөд нийтлэг механизм болох хөшүүргийг авч үзье.

Хөшүүрэг нь тогтмол тулгуурыг тойрон эргэдэг хатуу бие юм.

Ажилчин ачаа өргөх хөшүүргийг хөшүүрэг болгон ашиглаж байгааг зургуудаас харж болно. Эхний тохиолдолд ажилчин хүчээр Флааны үзүүрийг дарна Б, хоёр дахь нь - төгсгөлийг дээшлүүлдэг Б.

Ажилчин ачааны жинг даван туулах хэрэгтэй П- босоо доош чиглэсэн хүч. Үүнийг хийхийн тулд тэрээр цорын ганц тэнхлэгийг дайран өнгөрч буй тэнхлэгийг тойрон эргүүлнэ хөдөлгөөнгүйтаслах цэг нь түүний тулгуур цэг юм ТУХАЙ. Хүч чадал ФАжилчин хөшүүрэг дээр ажиллах нь бага хүч юм П, ингэснээр ажилчин хүлээн авдаг хүч чадал олж авах. Хөшүүргийг ашигласнаар та өөрөө өргөх боломжгүй тийм хүнд ачааг өргөж болно.

Зураг нь эргэлтийн тэнхлэгтэй хөшүүргийг харуулж байна ТУХАЙ(тулгуур) нь хүч хэрэглэх цэгүүдийн хооронд байрладаг АТэгээд IN. Өөр нэг зураг нь энэ хөшүүргийн диаграммыг харуулж байна. Хоёр хүч Ф 1 ба ФХөшүүрэг дээр ажилладаг 2 нь нэг чиглэлд чиглэгддэг.

Хөшүүрэгт хүч үйлчлэх шулуун шугам ба тулгуур цэгийн хоорондох хамгийн богино зайг хүчний гар гэж нэрлэдэг.

Энэ перпендикулярын урт нь энэ хүчний гар байх болно. Зураг нь үүнийг харуулж байна О.А- мөрний хүч Ф 1; ОБ- мөрний хүч Ф 2. Хөшүүрэг дээр ажиллаж буй хүчнүүд нь түүнийг тэнхлэгээ тойрон хоёр чиглэлд эргүүлэх боломжтой: цагийн зүүний дагуу эсвэл цагийн зүүний эсрэг. Тийм ээ, хүч чадал Ф 1 хөшүүргийг цагийн зүүний дагуу эргүүлж, хүч Ф 2 нь цагийн зүүний эсрэг эргүүлнэ.

Хөшүүрэг нь түүнд үйлчлэх хүчний нөлөөн дор тэнцвэрт байдалд байгаа нөхцөл байдлыг туршилтаар тогтоож болно. Хүчний үр дүн нь зөвхөн түүний тоон утгаас (модуль) төдийгүй бие махбодид хэрэглэх цэг эсвэл түүнийг хэрхэн чиглүүлэхээс хамаарна гэдгийг санах нь зүйтэй.

Төрөл бүрийн жинг хөшүүрэг дээр (зураг харна уу) тулгуурын хоёр талд өлгөх болгонд хөшүүрэг тэнцвэртэй байх болно. Хөшүүрэг дээр ажиллах хүч нь эдгээр ачааллын жинтэй тэнцүү байна. Тохиолдол бүрийн хувьд хүчний модулиуд болон тэдгээрийн мөрийг хэмждэг. Зураг 154-т үзүүлсэн туршлагаас харахад хүч 2 Нхүчийг тэнцвэржүүлдэг 4 Н. Энэ тохиолдолд зурагнаас харахад бага хүч чадалтай мөр нь илүү хүчтэй мөрнөөс 2 дахин том байна.

Ийм туршилтууд дээр үндэслэн хөшүүргийн тэнцвэрийн нөхцөл (дүрэм) тогтоогдсон.

Хөшүүрэг нь түүнд үйлчлэх хүч нь эдгээр хүчний гартай урвуу пропорциональ байх үед тэнцвэрт байдалд байна.

Энэ дүрмийг дараах томъёогоор бичиж болно.

Ф 1/Ф 2 = л 2/ л 1 ,

Хаана Ф 1ТэгээдФ 2 - хөшүүрэг дээр ажиллах хүч, л 1Тэгээдл 2 , - эдгээр хүчний мөр (зураг харна уу).

Хөшүүргийн тэнцвэрийн дүрмийг 287-212 онд Архимед тогтоосон. МЭӨ д. (гэхдээ сүүлийн догол мөрөнд хөшүүргийг египетчүүд ашигладаг байсан гэж хэлсэн? Эсвэл "байгуулагдсан" гэдэг үг энд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг үү?)

Энэ дүрмээс харахад хөшүүргийг ашиглан том хүчийг тэнцвэржүүлэхийн тулд бага хүчийг ашиглаж болно. Хөшүүргийн нэг гарыг нөгөөгөөсөө 3 дахин том болго (зураг харна уу). Дараа нь В цэг дээр жишээ нь 400 Н-ийн хүчийг хэрэглэснээр та 1200 Н жинтэй чулууг өргөж болно. Илүү хүнд ачааг өргөхийн тулд та ажилчин ажиллаж буй хөшүүргийн гарны уртыг нэмэгдүүлэх хэрэгтэй.

Жишээ. Хөшүүргийг ашиглан ажилчин 240 кг жинтэй хавтанг өргөдөг (149-р зургийг үз). Хэрэв жижиг гар нь 0,6 м бол 2,4 м-ийн том хөшүүргийн гарт ямар хүч үйлчлэх вэ?

Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.

Өгсөн:

Шийдэл:

Хөшүүргийн тэнцвэрийн дүрмийн дагуу F1/F2 = l2/l1, эндээс F1 = F2 l2/l1, энд F2 = P нь чулууны жин юм. Чулууны жин asd = гм, F = 9.8 N 240 кг ≈ 2400 Н

Дараа нь F1 = 2400 N · 0.6/2.4 = 600 Н.

Хариулах: F1 = 600 Н.

Бидний жишээн дээр ажилчин 2400 Н-ийн хүчийг даван туулж, хөшүүрэгт 600 Н хүчийг үзүүлж байгаа боловч энэ тохиолдолд ажилчин ажиллаж буй гар нь чулууны жингээс 4 дахин урт байна. ( л 1 : л 2 = 2.4 м: 0.6 м = 4).

Хөшүүргийн дүрмийг хэрэглэснээр бага хүч нь илүү том хүчийг тэнцвэржүүлж чадна. Энэ тохиолдолд бага хүчтэй мөр нь илүү хүчтэй мөрнөөс урт байх ёстой.

Хүч чадлын мөч.

Та хөшүүргийн тэнцвэрийн дүрмийг аль хэдийн мэддэг болсон.

Ф 1 / Ф 2 = л 2 / л 1 ,

Пропорциональ шинж чанарыг ашиглан (түүний хэт гишүүдийн бүтээгдэхүүн нь дунд гишүүдийн бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү) бид үүнийг дараах хэлбэрээр бичнэ.

Ф 1л 1 = Ф 2 л 2 .

Тэгш байдлын зүүн талд хүчний бүтээгдэхүүн байна Ф 1 мөрөн дээр нь л 1, баруун талд - хүчний бүтээгдэхүүн Ф 2 мөрөн дээр нь л 2 .

Бие болон түүний мөрийг эргүүлэх хүчний модулийн үржвэрийг нэрлэдэг хүчний момент; энэ нь M үсгээр тэмдэглэгдсэн байна. Энэ нь гэсэн үг

Хөшүүргийг цагийн зүүний дагуу эргүүлэх хүчний момент нь түүнийг цагийн зүүний эсрэг эргүүлэх хүчний моменттой тэнцүү бол хоёр хүчний үйлчлэлийн дор тэнцвэрт байдалд байна.

Энэ дүрмийг гэж нэрлэдэг мөчүүдийн дүрэм , томъёогоор бичиж болно:

М1 = М2

Үнэн хэрэгтээ бидний авч үзсэн туршилтанд (§ 56) ажиллах хүч нь 2 N ба 4 N-тэй тэнцүү байсан бөгөөд тэдгээрийн мөрөнд тус тус 4 ба 2 хөшүүргийн даралт байсан, өөрөөр хэлбэл хөшүүрэг тэнцвэрт байх үед эдгээр хүчний моментууд ижил байна. .

Аливаа физик хэмжигдэхүүнтэй адил хүчний моментийг хэмжиж болно. Хүчний моментийн нэгжийг 1 Н хүчний момент гэж тооцож, гар нь яг 1 м байна.

Энэ нэгжийг нэрлэдэг Ньютон метр (Н м).

Хүчний момент нь хүчний үйлчлэлийг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь хүчний модуль болон түүний хөшүүргээс нэгэн зэрэг хамаардаг болохыг харуулж байна. Жишээлбэл, хаалган дээр үзүүлэх хүчний үйлчлэл нь тухайн хүчний хэмжээ болон хүч хаана үйлчлэхээс хамаарна гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг. Хаалгыг эргүүлэхэд хялбар байх тусам эргэлтийн тэнхлэгээс хол байх тусам түүнд үйлчлэх хүч нэмэгдэнэ. Богино биш харин урт эрэг чангалах түлхүүрээр самарыг задлах нь дээр. Худагнаас хувин өргөх нь илүү хялбар байх тусам хаалганы бариул урт байх болно.

Технологи, өдөр тутмын амьдрал, байгаль дахь хөшүүрэг.

Хөшүүргийн дүрэм (эсвэл агшин зуурын дүрэм) нь хүч чадал, аялал хийх шаардлагатай технологи, өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгддэг янз бүрийн хэрэгсэл, төхөөрөмжүүдийн үйл ажиллагааны үндэс юм.

Бид хайчаар ажиллахдаа хүч чадлыг олж авдаг. Хайч - энэ бол хөшүүрэг юм(инжир), эргэлтийн тэнхлэг нь хайчны хоёр талыг холбосон эрэг шургаар дамждаг. Үйлчлэх хүч Ф 1 нь хайч барьж буй хүний ​​гарын булчингийн хүч юм. Сөрөг хүч Ф 2 нь хайчаар зүсэж буй материалын эсэргүүцлийн хүч юм. Хайчны зорилгоос хамааран тэдгээрийн загвар нь өөр өөр байдаг. Цаас хайчлахад зориулагдсан оффисын хайч нь урт ир, бариултай бөгөөд бараг ижил урттай байдаг. Цаасыг огтлох нь их хүч шаарддаггүй бөгөөд урт ир нь шулуун шугамаар зүсэхэд хялбар болгодог. Металл зүсэх хайч (Зураг) нь ирээс хамаагүй урт бариултай байдаг, учир нь металлын эсэргүүцлийн хүч их байдаг тул түүнийг тэнцвэржүүлэхийн тулд ажиллах хүчний гарыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх шаардлагатай болдог. Бариулын урт ба зүсэх хэсэг ба эргэлтийн тэнхлэгийн хоорондох ялгаа бүр ч их байна утас таслагч(Зураг), утас огтлох зориулалттай.

Олон машинууд өөр өөр төрлийн хөшүүрэгтэй байдаг. Оёдлын машины бариул, унадаг дугуйны дөрөө эсвэл гар тоормос, машин, тракторын дөрөө, төгөлдөр хуурын товчлуурууд нь эдгээр машин, багаж хэрэгсэлд ашиглагддаг хөшүүргийн жишээ юм.

Хөшүүргийг ашиглах жишээ бол өрөмдлөгийн машины хөшүүрэг, ажлын ширээний бариул гэх мэт.

Хөшүүргийн жингийн үйлдэл нь хөшүүргийн зарчим дээр суурилдаг (Зураг). Зураг 48 (х. 42)-д үзүүлсэн сургалтын хэмжүүр нь үүрэг гүйцэтгэдэг тэнцүү гар хөшүүрэг . IN аравтын хэмжүүрЖинтэй аягыг өлгөх мөр нь ачаа зөөх мөрнөөс 10 дахин урт байдаг. Энэ нь том ачааг жинлэхэд илүү хялбар болгодог. Аравтын бутархай жин дээр ачааг жинлэхдээ жингийн массыг 10-аар үржүүлэх хэрэгтэй.

Машины ачааны вагоныг жинлэх жингийн төхөөрөмж нь мөн хөшүүргийн дүрэмд суурилдаг.

Хөшүүрэг нь амьтан, хүний ​​биеийн янз бүрийн хэсэгт бас байдаг. Эдгээр нь жишээлбэл, гар, хөл, эрүү юм. Шавжны биед (шавж, тэдгээрийн биеийн бүтцийн тухай ном унших замаар), шувууд, ургамлын бүтцээс олон хөшүүргийг олж болно.

Хөшүүргийн тэнцвэрийн хуулийг блокт хэрэглэх.

БлоклохЭнэ нь эзэмшигчид суурилуулсан ховилтой дугуй юм. Олс, кабель эсвэл гинжийг блокны ховилоор дамжуулдаг.

Тогтмол блок Үүнийг тэнхлэг нь тогтмол бөгөөд ачаа өргөх үед өсөх эсвэл унахгүй блок гэж нэрлэдэг (Зураг).

Тогтмол блокыг хүчний гар нь дугуйны радиустай тэнцүү байдаг тэнцүү зэвсэгтэй хөшүүрэг гэж үзэж болно (Зураг): OA = OB = r. Ийм блок нь хүч чадлыг нэмэгдүүлэхгүй. ( Ф 1 = Ф 2), гэхдээ хүчний чиглэлийг өөрчлөх боломжийг танд олгоно. Хөдөлгөөнт блок - энэ бол блок. тэнхлэг нь ачааллын дагуу өсөж, унадаг (Зураг). Зураг нь харгалзах хөшүүргийг харуулж байна: ТУХАЙ- хөшүүргийн тулгуур цэг, О.А- мөрний хүч РТэгээд ОБ- мөрний хүч Ф. Мөрнөөс хойш ОБ 2 дахин мөрөн О.А, дараа нь хүч чадал Ф 2 дахин бага хүч Р:

F = P/2 .

Тиймээс, хөдлөх блок нь хүчийг 2 дахин нэмэгдүүлнэ .

Үүнийг хүчний моментийн ойлголтыг ашиглан баталж болно. Блок тэнцвэрт байдалд байх үед хүчний моментууд ФТэгээд Рбие биетэйгээ тэнцүү. Гэхдээ хүч чадлын мөрөн Фхөшүүрэгээс 2 дахин их Р, мөн тиймийн тул, хүч өөрөө Ф 2 дахин бага хүч Р.

Ихэвчлэн практикт суурин болон хөдлөх блокийн хослолыг ашигладаг (Зураг). Тогтмол блокыг зөвхөн тав тухтай байлгах үүднээс ашигладаг. Энэ нь хүчийг нэмэгдүүлэхгүй, харин хүчний чиглэлийг өөрчилдөг. Жишээлбэл, энэ нь газар дээр зогсож байхдаа ачаа өргөх боломжийг олгодог. Энэ нь олон хүн эсвэл ажилчдад ашигтай байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь ердийнхөөс 2 дахин их хүч чадлыг өгдөг!

Энгийн механизмыг ашиглах үед ажлын тэгш байдал. Механикийн "алтан дүрэм".

Бидний авч үзсэн энгийн механизмуудыг нэг хүчний үйлчлэлээр өөр хүчийг тэнцвэржүүлэх шаардлагатай тохиолдолд ажил гүйцэтгэхэд ашигладаг.

Мэдээжийн хэрэг, асуулт гарч ирнэ: хүч чадал, замд ашиг тус өгөхийн зэрэгцээ энгийн механизмууд ажилд ашиг өгдөггүй гэж үү? Энэ асуултын хариултыг туршлагаас олж болно.

Хөшүүрэг дээрх хоёр өөр хүчийг тэнцвэржүүлэх замаар Ф 1 ба Ф 2 (зураг), хөшүүргийг хөдөлгө. Үүний зэрэгцээ бага хүч хэрэглэх цэг нь болж байна Ф 2 цаашаа явна с 2 ба илүү их хүчийг хэрэглэх цэг Ф 1 - богино зам с 1. Эдгээр замууд болон хүчний модулиудыг хэмжсэний дараа бид хөшүүрэг дээр хүч хэрэглэх цэгүүдийн гаталж буй замууд нь хүчинтэй урвуу хамааралтай болохыг олж мэдэв.

с 1 / с 2 = Ф 2 / Ф 1.

Тиймээс хөшүүргийн урт гар дээр үйлчилснээр бид хүч чадлыг олж авдаг, гэхдээ тэр үед бид замдаа ижил хэмжээгээр алддаг.

Хүчний бүтээгдэхүүн Фзамдаа сажил байна. Бидний туршилтаас харахад хөшүүрэгт үзүүлэх хүчний хийсэн ажил нь хоорондоо тэнцүү байна.

Ф 1 с 1 = Ф 2 с 2, i.e. А 1 = А 2.

Тэгэхээр, Хөшүүргийг ашиглах үед та ажил дээрээ ялах боломжгүй болно.

Хөшүүргийг ашигласнаар бид хүч чадлаар ч, зайнаас ч олж авч чадна. Хөшүүргийн богино гарт хүч хэрэглэснээр бид хол зайд нэмэгдэх боловч хүч чадлаа ижил хэмжээгээр алддаг.

Хөшүүргийн дүрмийг олж мэдсэндээ баярласан Архимед: "Надад тулгуурыг өг, тэгвэл би дэлхийг эргүүлье!" гэж хашгирсан домог байдаг.

Мэдээжийн хэрэг, Архимед түүнд тулгуур (дэлхийн гадна байх ёстой), шаардлагатай урттай хөшүүргийг өгсөн байсан ч ийм ажлыг даван туулж чадахгүй.

Дэлхийг ердөө 1 см-ээр өргөхийн тулд хөшүүргийн урт гар нь асар урт нумыг дүрслэх ёстой. Хөшүүргийн урт үзүүрийг энэ зам дагуу, жишээлбэл, 1 м/с хурдтайгаар хөдөлгөхөд олон сая жил шаардагдах болно!

Хөдөлгөөнгүй блок нь ажилд ямар ч ашиг өгдөггүй,туршилтаар шалгахад хялбар байдаг (зураг харна уу). Хүч хэрэглэх цэгүүдээр дамжин өнгөрөх замууд ФТэгээд Ф, ижил, хүч нь ижил, тиймээс ажил нь ижил байна.

Хөдөлгөөнт блокийн тусламжтайгаар хийсэн ажлыг хэмжиж, харьцуулж болно. Хөдөлгөөнт блок ашиглан ачааг h өндөрт өргөхийн тулд туршлагаас харахад динамометр бэхлэгдсэн олсны үзүүрийг 2 цагийн өндөрт шилжүүлэх шаардлагатай (Зураг).

Тиймээс, хүч чадлаа 2 дахин нэмэгдүүлснээр тэд замдаа 2 дахин алддаг тул хөдлөх блок нь ажилд ашиг өгөхгүй.

Олон зуун жилийн туршлага үүнийг харуулсан Механизмуудын аль нь ч гүйцэтгэлд эерэг нөлөө үзүүлдэггүй.Тэд ажлын нөхцлөөс хамааран хүч чадал эсвэл аялалд ялахын тулд янз бүрийн механизм ашигладаг.

Эртний эрдэмтэд аль хэдийн бүх механизмд хамаарах дүрмийг мэддэг байсан. Бид хүч чадлаараа хэчнээн ч удаа ялсан ч, зайнд мөн адил тооны хожигддог. Энэ дүрмийг механикийн "алтан дүрэм" гэж нэрлэдэг.

Механизмын үр ашиг.

Хөшүүргийн дизайн, үйл ажиллагааг авч үзэхдээ бид үрэлт, хөшүүргийн жинг тооцоогүй. Эдгээр хамгийн тохиромжтой нөхцөлд хэрэглэсэн хүчний хийсэн ажил (бид үүнийг ажил гэж нэрлэх болно дүүрэн), тэнцүү байна ашигтайачаа өргөх эсвэл аливаа эсэргүүцлийг даван туулах ажил.

Практикт механизмын гүйцэтгэсэн нийт ажил нь ашигтай ажлаас үргэлж бага зэрэг их байдаг.

Ажлын хэсэг нь механизм дахь үрэлтийн хүчний эсрэг болон түүний салангид хэсгүүдийг хөдөлгөх замаар хийгддэг. Тиймээс хөдлөх блок ашиглахдаа та блокыг өөрөө, олсыг өргөж, блокийн тэнхлэг дэх үрэлтийн хүчийг тодорхойлох ажлыг нэмж хийх хэрэгтэй.

Бид ямар ч механизм авсан бай түүний тусламжтайгаар хийсэн ашигтай ажил нь нийт ажлын зөвхөн нэг хэсгийг бүрдүүлдэг. Энэ нь ашигтай ажлыг Ap үсгээр, нийт (зарцуулсан) ажлыг Az үсгээр тэмдэглэж болно гэсэн үг юм.

Дээшээ< Аз или Ап / Аз < 1.

Ашигтай ажлын нийт ажлын харьцааг механизмын үр ашиг гэж нэрлэдэг.

Үр ашгийн коэффициентийг үр ашиг гэж товчилдог.

Үр ашиг = Ap / Az.

Үр ашгийг ихэвчлэн хувиар илэрхийлдэг бөгөөд Грекийн η үсгээр тэмдэглэж, "eta" гэж уншина.

η = Ap / Az · 100%.

Жишээ: 100 кг жинтэй ачаа хөшүүргийн богино гар дээр дүүжлэгддэг. Үүнийг өргөхийн тулд урт гарт 250 Н хүч өгнө. Ачааллыг h1 = 0.08 м өндөрт өргөхөд хөдөлгөгч хүч хэрэглэх цэг нь h2 = 0.4 м өндөрт унана хөшүүргийн үр ашиг.

Асуудлын нөхцөлийг бичээд шийдье.

Өгсөн :

Шийдэл :

η = Ap / Az · 100%.

Нийт (зарцуулсан) ажил Az = Fh2.

Ашигтай ажил Ap = Рh1

P = 9.8 100 кг ≈ 1000 Н.

Ap = 1000 N · 0.08 = 80 Ж.

Az = 250 N · 0.4 м = 100 Ж.

η = 80 Ж/100 Ж 100% = 80%.

Хариулах : η = 80%.

Гэхдээ "алтан дүрэм" энэ тохиолдолд бас хэрэгждэг. Ашигтай ажлын нэг хэсэг буюу 20% нь хөшүүргийн тэнхлэг дэх үрэлт ба агаарын эсэргүүцлийг даван туулах, мөн хөшүүргийг өөрөө хөдөлгөхөд зарцуулагддаг.

Аливаа механизмын үр ашиг үргэлж 100% -иас бага байдаг. Механизмыг зохион бүтээхдээ хүмүүс үр ашгаа нэмэгдүүлэхийг хичээдэг. Үүнд хүрэхийн тулд механизмын тэнхлэг дэх үрэлт, тэдгээрийн жинг бууруулдаг.

Эрчим хүч.

Үйлдвэр, үйлдвэрүүдэд машин, машинууд нь цахилгаан эрчим хүчийг хэрэглэдэг цахилгаан мотороор хөдөлдөг (иймээс нэр).