Μηχανολογικές εργασίες και ισχύς εν συντομία. Μηχανολογικές εργασίες. Τύπος. Η διατύπωση του ορισμού. Υποστηρίξτε την εργασία αντίδρασης

Το μηχανικό έργο είναι ένα ενεργειακό χαρακτηριστικό της κίνησης των φυσικών σωμάτων, το οποίο έχει βαθμωτή μορφή. Είναι ίσο με το μέτρο της δύναμης που ασκεί το σώμα, πολλαπλασιασμένο με το μέτρο μετατόπισης που προκαλεί αυτή η δύναμη και το συνημίτονο της μεταξύ τους γωνίας.

Formula 1 - Μηχανική εργασία.

F - Δύναμη που ενεργεί στο σώμα.

s - κίνηση του σώματος.

cosa - συνημίτονο της γωνίας μεταξύ δύναμης και μετατόπισης.

Αυτός ο τύπος έχει μια γενική μορφή. Εάν η γωνία μεταξύ της ασκούμενης δύναμης και της μετατόπισης είναι μηδέν, τότε το συνημίτονο είναι 1. Συνεπώς, το έργο θα είναι μόνο ίσο με το γινόμενο της δύναμης και της μετατόπισης. Με απλά λόγια, εάν το σώμα κινείται προς την κατεύθυνση εφαρμογής της δύναμης, τότε το μηχανικό έργο είναι ίσο με το γινόμενο της δύναμης και της μετατόπισης.

Η δεύτερη ειδική περίπτωση είναι όταν η γωνία μεταξύ της δύναμης που ασκεί στο σώμα και της μετατόπισής του είναι 90 μοίρες. Σε αυτή την περίπτωση, το συνημίτονο των 90 μοιρών είναι ίσο με μηδέν, αντίστοιχα, το έργο θα είναι ίσο με μηδέν. Και πράγματι, αυτό που συμβαίνει είναι ότι εφαρμόζουμε δύναμη προς μία κατεύθυνση και το σώμα κινείται κάθετα προς αυτήν. Δηλαδή, το σώμα προφανώς δεν κινείται υπό την επίδραση της δύναμης μας. Έτσι, το έργο της δύναμης μας για την κίνηση του σώματος είναι μηδέν.

Εικόνα 1 - Το έργο των δυνάμεων κατά την κίνηση του σώματος.

Αν στο σώμα ασκούνται περισσότερες από μία δυνάμεις, τότε υπολογίζεται η συνολική δύναμη που ασκείται στο σώμα. Και μετά αντικαθίσταται στον τύπο ως η μόνη δύναμη. Ένα σώμα υπό τη δράση μιας δύναμης μπορεί να κινηθεί όχι μόνο σε ευθεία γραμμή, αλλά και κατά μήκος μιας αυθαίρετης τροχιάς. Σε αυτή την περίπτωση, το έργο υπολογίζεται για ένα μικρό τμήμα κίνησης, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ευθεία και στη συνέχεια να συνοψιστεί σε ολόκληρη τη διαδρομή.

Η εργασία μπορεί να είναι θετική και αρνητική. Δηλαδή, εάν η μετατόπιση και η δύναμη συμπίπτουν ως προς την κατεύθυνση, τότε το έργο είναι θετικό. Και αν η δύναμη ασκηθεί προς τη μία κατεύθυνση και το σώμα κινηθεί προς την άλλη, τότε το έργο θα είναι αρνητικό. Ένα παράδειγμα αρνητικής εργασίας είναι το έργο της δύναμης τριβής. Αφού η δύναμη τριβής στρέφεται ενάντια στην κίνηση. Φανταστείτε ένα σώμα να κινείται κατά μήκος ενός αεροπλάνου. Μια δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα το ωθεί προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτή η δύναμη κάνει θετική δουλειά για να κινήσει το σώμα. Αλλά ταυτόχρονα, η δύναμη τριβής κάνει αρνητικό έργο. Επιβραδύνει την κίνηση του σώματος και κατευθύνεται προς την κίνησή του.

Εικόνα 2 - Δύναμη κίνησης και τριβής.

Η εργασία στη μηχανική μετριέται σε Joules. Ένα Joule είναι το έργο που εκτελείται από μια δύναμη ενός Newton όταν ένα σώμα κινείται κατά ένα μέτρο. Εκτός από την κατεύθυνση κίνησης του σώματος, μπορεί να αλλάξει και το μέγεθος της ασκούμενης δύναμης. Για παράδειγμα, όταν ένα ελατήριο συμπιέζεται, η δύναμη που εφαρμόζεται σε αυτό θα αυξάνεται ανάλογα με την απόσταση που διανύεται. Σε αυτή την περίπτωση, το έργο υπολογίζεται από τον τύπο.

Formula 2 - Εργασία συμπίεσης ελατηρίου.

k είναι η ακαμψία του ελατηρίου.

x - συντεταγμένη κίνησης.

Τάξη

Μάθημα #27

Μηχανολογικές εργασίες. Μονάδες ισχύος της μέτρησής τους.

Εκμάθηση νέου υλικού

Δουλειά". Αυτή η λέξη μας ήταν οικεία από την παιδική ηλικία. Μας συνοδεύει σε όλη τη ζωή. αυτή τη λέξη ονομάζουμε κάθε είδους ανθρώπινη δραστηριότητα: σωματική, ψυχική ή δημιουργική. Γνωρίζουμε ότι κατά τη διάρκεια της ζωής η καρδιά λειτουργεί. Αυτό το έργο της καρδιάς ισοδυναμεί με το έργο που πρέπει να γίνει για να ανέβει το τρένο στο ψηλότερο βουνό της Ευρώπης - το Mont Blanc (4810 m). Όλα τα ζωντανά πράγματα κινούνται συνεχώς, ένα άτομο μόνο στη δραστηριότητά του αναπτύσσεται και επιτυγχάνει τα αποτελέσματά του. Αυτή είναι μια σημαντική έννοια.

Αλλά η φυσική βάζει ένα ελαφρώς διαφορετικό περιεχόμενο σε αυτήν την έννοια. Στη φυσική, η μηχανική εργασία μελετάται κυρίως. Και ένα πολύ σημαντικό γεγονός όταν κάνεις δουλειά είναι η ταχύτητά της. Θέλουμε πάντα να κάνουμε κάτι όχι μόνο καλύτερο, αλλά και πιο γρήγορα.

Προς το παρόν θα σας ζητήσω να επιδείξετε την απόδοση κάποιων εργασιών στις θέσεις τους. Παρακαλώ πείτε μου ποια είναι η απαραίτητη προϋπόθεση για να γίνει η εργασία;

Ναι, η παρουσία εφαρμοσμένης δύναμης και μετατόπισης.

Το μηχανικό έργο είναι ένα φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει την κίνηση ενός σώματος υπό τη δράση μιας δύναμης.

Όπως κάθε άλλο φυσικό μέγεθος, το μηχανικό έργο έχει μονάδες μέτρησης και τύπο υπολογισμού.

[A] = 1 J

Το μηχανικό έργο είναι ίσο με το γινόμενο δύναμης και μετατόπισης.

« Είναι ενδιαφέρον!"Η μονάδα εργασίας του SI πήρε το όνομά του από τον Άγγλο επιστήμονα του 19ου αιώνα J. Joule. Ο J. Joule (1818-1889) γεννήθηκε στην Αγγλία στην οικογένεια ενός ιδιοκτήτη ζυθοποιίας. Λόγω κακής υγείας, ο Τζέιμς δεν πήγε σχολείο μέχρι την ηλικία των 15 ετών. Αλλά σε ηλικία 15 ετών, υπό την καθοδήγηση του διάσημου χημικού John Dalton, κατέκτησε με επιτυχία τα μαθηματικά, τη φυσική και τη χημεία. Μετά το θάνατο του πατέρα του, έχοντας πουλήσει το μέρος της κληρονομιάς του, ο Joule ξεκίνησε ανεξάρτητη επιστημονική έρευνα, επενδύοντας όλα τα χρήματά του σε αυτήν. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, ο Joule πραγματοποίησε χίλια πειράματα στον τομέα της μηχανικής, του ηλεκτρομαγνητισμού και των θερμικών φαινομένων, τα οποία ήταν επιτυχημένα.

Τώρα ας ρίξουμε μια ματιά σε ένα παράδειγμα εργασίας. Πρέπει να σκάψετε την περιοχή. Πώς να κάνετε αυτή τη δουλειά πιο γρήγορα - με ένα φτυάρι ή ένα τρακτέρ; Η δουλειά που γίνεται θα είναι η ίδια;

Ναι, το έργο είναι το ίδιο. αλλά θα ξοδευτεί διαφορετικός χρόνος: αυτή η εργασία θα γίνει πιο γρήγορα από το τρακτέρ.

Στον 10ο όροφο θα ανεβούμε πιο γρήγορα με ασανσέρ παρά με σκάλες. Ένας γερανός σηκώνει ένα βαρύ τούβλο στο ύψος ενός σπιτιού υπό κατασκευή μέσα σε λίγα λεπτά, ενώ οι εργαζόμενοι θα περνούσαν μια ολόκληρη μέρα κάνοντας την ίδια δουλειά. Ο μηχανισμός που κάνει τη δουλειά πιο γρήγορα θεωρείται πιο ισχυρός.

Η ισχύς είναι ένα φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τον ρυθμό με τον οποίο εκτελείται η εργασία.

Η ισχύς είναι ίση με την αναλογία της μηχανικής εργασίας προς το χρόνο για τον οποίο γίνεται αυτή η εργασία.

Η μονάδα ισχύος πήρε το όνομά της από τον Άγγλο επιστήμονα James Watt. Ονομάστηκε «Αρχιμήδης» του 18ου αιώνα. Αλλά υπάρχει μια μονάδα μέτρησης ισχύος εκτός συστήματος - ιπποδύναμη. Το γεγονός είναι ότι στην αυγή της μηχανολογίας, ένας πιθανός καταναλωτής ήταν πιο εξοικειωμένος και πιο κατανοητός με την εξήγηση ότι η ισχύς αυτού του μηχανισμού είναι 20 ίππους, δηλαδή ο μηχανισμός είναι ικανός να αντικαταστήσει 20 άλογα.

« Είναι ενδιαφέρον!"Η μέση ισχύς ενός ενήλικα με αρκετά μεγάλη εργασία είναι περίπου 35 - 75 Watt. Αλλά σε αρκετά σύντομο χρονικό διάστημα, ένα άτομο μπορεί να αναπτύξει περισσότερη δύναμη από ένα άλογο. Για παράδειγμα, οι αθλητές που σπρώχνουν μια μπάρα βάρους άνω των 200 κιλών σε ύψος 1,8 m σε 1 δευτερόλεπτο, αναπτύσσουν περίπου 3500 watt ισχύος.

Με τη βοήθεια των υπολογισμών στα σημειωματάριά σας, μπορείτε να επαληθεύσετε αυτό το γεγονός.

Και η ισχύς ενός εντόμου κατά την πτήση είναι περίπου 0,00001 Watt.

Ενοποίηση νέου υλικού.

Η λύση του προβλήματος

Τι δύναμη αναπτύσσει ένας αρσιβαρίστας αν σηκώσει μια μπάρα βάρους 125 κιλών σε ύψος 70 cm σε 0,3 δευτερόλεπτα;

Δίνεται: Λύση SI

t=125kg

h=70cm 0,7m N= αλλά A=FS και F=mg και S=h.

t=0,3sΆρα Ν=

Ν-? N= 2916,7 W

[N] = = = =Δ

Απάντηση: 2916,7 W.

Εργασία για το σπίτι

8-α:μάθετε τις παραγράφους 17 και 19 (σημείο 3). απαντήστε γραπτώς σε ερωτήσεις.

8-β:μάθετε τις παραγράφους 41 και 47. απαντήστε γραπτώς σε ερωτήσεις.

Ερωτήσεις

1. Δώστε παραδείγματα όταν μια δύναμη ασκεί στο σώμα, αλλά δεν λειτουργεί.

2. Δύο φορτία ίδιου βάρους παραδόθηκαν με λεωφορεία σε έναν προαστιακό οικισμό του Ντόνετσκ και στο κέντρο του Ντόνετσκ. Η δουλειά που έγινε στην πρώτη και στη δεύτερη περίπτωση ήταν ίδια; Γιατί;

3. Γιατί η κατασκευή άρχισε πιο γρήγορα τον 20ο και τον 21ο αιώνα από πριν;

4. Δύο αγόρια διαφορετικών βαρών έτρεξαν στον τρίτο όροφο του σπιτιού, δείχνοντας τον ίδιο χρόνο. Ανέπτυξαν την ίδια δύναμη ταυτόχρονα;

Ξέρεις τι είναι δουλειά; Χωρίς καμία αμφιβολία. Τι είναι δουλειά, το ξέρει ο καθένας, με την προϋπόθεση ότι γεννήθηκε και ζει στον πλανήτη Γη. Τι είναι η μηχανική εργασία;

Αυτή η έννοια είναι επίσης γνωστή στους περισσότερους ανθρώπους στον πλανήτη, αν και ορισμένα άτομα έχουν μια μάλλον αόριστη ιδέα αυτής της διαδικασίας. Αλλά δεν τους αφορά τώρα. Ακόμα λιγότεροι άνθρωποι έχουν ιδέα τι μηχανική εργασία από τη σκοπιά της φυσικής.Στη φυσική, η μηχανική εργασία δεν είναι η εργασία ενός ατόμου για χάρη της τροφής, είναι μια φυσική ποσότητα που μπορεί να είναι εντελώς άσχετη ούτε με ένα άτομο ούτε με οποιοδήποτε άλλο ζωντανό ον. Πως και έτσι? Τώρα ας το καταλάβουμε.

Μηχανική εργασία στη φυσική

Ας δώσουμε δύο παραδείγματα. Στο πρώτο παράδειγμα, τα νερά του ποταμού, που συγκρούονται με την άβυσσο, πέφτουν θορυβωδώς με τη μορφή καταρράκτη. Το δεύτερο παράδειγμα είναι ένα άτομο που κρατά ένα βαρύ αντικείμενο στα απλωμένα χέρια, για παράδειγμα, εμποδίζει να πέσει μια σπασμένη στέγη πάνω από τη βεράντα ενός εξοχικού σπιτιού, ενώ η γυναίκα και τα παιδιά του ψάχνουν μανιωδώς κάτι για να το στηρίξουν. Πότε γίνονται μηχανικές εργασίες;

Ορισμός μηχανικής εργασίας

Σχεδόν όλοι, χωρίς δισταγμό, θα απαντήσουν: στο δεύτερο. Και θα κάνουν λάθος. Η περίπτωση είναι ακριβώς το αντίθετο. Στη φυσική περιγράφεται η μηχανική εργασία τους ακόλουθους ορισμούς:μηχανική εργασία γίνεται όταν μια δύναμη ασκεί ένα σώμα και αυτό κινείται. Η μηχανική εργασία είναι ευθέως ανάλογη με την εφαρμοζόμενη δύναμη και τη διανυθείσα απόσταση.

Τύπος μηχανικής εργασίας

Η μηχανική εργασία καθορίζεται από τον τύπο:

όπου το Α είναι η εργασία,
F - δύναμη,
s - η απόσταση που διανύθηκε.

Έτσι, παρ' όλο τον ηρωισμό του κουρασμένου κατόχου της στέγης, η δουλειά που έκανε είναι ίση με το μηδέν, αλλά το νερό, πέφτοντας υπό την επίδραση της βαρύτητας από έναν ψηλό γκρεμό, κάνει την πιο μηχανική δουλειά. Δηλαδή, αν σπρώξουμε ανεπιτυχώς ένα βαρύ ντουλάπι, τότε η δουλειά που έχουμε κάνει από τη σκοπιά της φυσικής θα είναι ίση με το μηδέν, παρά το γεγονός ότι εφαρμόζουμε μεγάλη δύναμη. Αλλά αν μετακινήσουμε το ντουλάπι σε μια ορισμένη απόσταση, τότε θα κάνουμε εργασία ίση με το γινόμενο της ασκούμενης δύναμης από την απόσταση που μετακινήσαμε το σώμα.

Η μονάδα εργασίας είναι 1 J. Αυτό είναι το έργο που γίνεται από μια δύναμη 1 newton για να μετακινηθεί ένα σώμα σε απόσταση 1 m. Εάν η κατεύθυνση της ασκούμενης δύναμης συμπίπτει με την κατεύθυνση κίνησης του σώματος, τότε αυτή η δύναμη κάνει θετική δουλειά. Ένα παράδειγμα είναι όταν σπρώχνουμε ένα σώμα και αυτό κινείται. Και στην περίπτωση που η δύναμη εφαρμόζεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κίνηση του σώματος, για παράδειγμα, δύναμη τριβής, τότε αυτή η δύναμη κάνει αρνητικό έργο. Εάν η ασκούμενη δύναμη δεν επηρεάζει την κίνηση του σώματος με κανέναν τρόπο, τότε η δύναμη που παράγεται από αυτό το έργο είναι ίση με μηδέν.

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

Τι είναι η μηχανική εργασία;

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

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

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

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

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής (κινητική ενέργεια)

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

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής (δυναμική ενέργεια)

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

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής (θερμοδυναμική)

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

Χαρακτηριστικά πρακτικής εφαρμογής στην πράξη (θεωρητική μηχανική)

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

Μονάδες μηχανικής εργασίας

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

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

Παραδείγματα μηχανικών εργασιών

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

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

Τι είναι δύναμη;

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

Τι σημαίνει?

Στη φυσική, «μηχανικό έργο» είναι το έργο κάποιας δύναμης (βαρύτητας, ελαστικότητας, τριβής κ.λπ.) στο σώμα, με αποτέλεσμα το σώμα να κινείται.

Συχνά η λέξη "μηχανικό" απλά δεν γράφεται.
Μερικές φορές μπορείτε να βρείτε την έκφραση "το σώμα έχει κάνει τη δουλειά", που βασικά σημαίνει "η δύναμη που ενεργεί στο σώμα έχει κάνει τη δουλειά".

Νομίζω - δουλεύω.

Πάω - δουλεύω κι εγώ.

Πού είναι η μηχανική εργασία εδώ;

Εάν ένα σώμα κινείται υπό την επίδραση μιας δύναμης, τότε γίνεται μηχανική εργασία.

Το σώμα λέγεται ότι κάνει δουλειά.
Πιο συγκεκριμένα, θα είναι έτσι: το έργο γίνεται από τη δύναμη που ασκεί το σώμα.

Το έργο χαρακτηρίζει το αποτέλεσμα της δράσης μιας δύναμης.

Οι δυνάμεις που δρουν σε ένα άτομο κάνουν μηχανική εργασία πάνω του και ως αποτέλεσμα της δράσης αυτών των δυνάμεων, το άτομο κινείται.

Το έργο είναι ένα φυσικό μέγεθος ίσο με το γινόμενο της δύναμης που ασκεί το σώμα και τη διαδρομή που ακολουθεί το σώμα υπό την επίδραση της δύναμης προς την κατεύθυνση αυτής της δύναμης.

Α - μηχανική εργασία,
F - δύναμη,
S - η απόσταση που διανύθηκε.

Η δουλειά γίνεται, αν συντρέχουν 2 προϋποθέσεις ταυτόχρονα: ασκεί δύναμη στο σώμα και αυτό
κινείται προς την κατεύθυνση της δύναμης.

Δουλειά δεν γίνεται(δηλαδή ίσο με 0) εάν:
1. Η δύναμη ενεργεί, αλλά το σώμα δεν κινείται.

Για παράδειγμα: ενεργούμε με δύναμη σε μια πέτρα, αλλά δεν μπορούμε να την μετακινήσουμε.

2. Το σώμα κινείται και η δύναμη είναι ίση με μηδέν, ή αντισταθμίζονται όλες οι δυνάμεις (δηλαδή, το αποτέλεσμα αυτών των δυνάμεων είναι ίσο με 0).
Για παράδειγμα: όταν κινείται με αδράνεια, δεν γίνεται καμία εργασία.
3. Η φορά της δύναμης και η φορά κίνησης του σώματος είναι αμοιβαία κάθετες.

Για παράδειγμα: όταν ένα τρένο κινείται οριζόντια, η βαρύτητα δεν λειτουργεί.

Η εργασία μπορεί να είναι θετική ή αρνητική.

1. Αν η φορά της δύναμης και η φορά κίνησης του σώματος είναι ίδια, γίνεται θετική εργασία.

Για παράδειγμα: η βαρύτητα, ενεργώντας σε μια σταγόνα νερού που πέφτει, κάνει θετική δουλειά.

2. Αν η φορά της δύναμης και η κίνηση του σώματος είναι αντίθετες, γίνεται αρνητική εργασία.

Για παράδειγμα: η δύναμη της βαρύτητας που επενεργεί σε ένα ανερχόμενο μπαλόνι κάνει αρνητική δράση.

Εάν σε ένα σώμα δρουν πολλές δυνάμεις, τότε το συνολικό έργο όλων των δυνάμεων είναι ίσο με το έργο της δύναμης που προκύπτει.

Μονάδες εργασίας

Προς τιμήν του Άγγλου επιστήμονα D. Joule, η μονάδα εργασίας ονομάστηκε 1 Joule.

Στο διεθνές σύστημα μονάδων (SI):
[A] = J = N m
1J = 1Ν 1μ

Το μηχανικό έργο είναι ίσο με 1 J εάν, υπό την επίδραση δύναμης 1 N, το σώμα κινείται 1 m προς την κατεύθυνση αυτής της δύναμης.

Όταν πετάτε από τον αντίχειρα ενός ατόμου στον δείκτη
ένα κουνούπι λειτουργεί - 0.000.000.000.000.000.000.000.000.001 J.

Η ανθρώπινη καρδιά εκτελεί περίπου 1 J εργασίας σε μία συστολή, η οποία αντιστοιχεί στην εργασία που γίνεται κατά την ανύψωση φορτίου 10 kg σε ύψος 1 cm.

ΓΙΑ ΝΑ ΔΟΥΛΕΨΕΤΕ ΦΙΛΟΙ!