งานเครื่องกลและกำลังโดยสรุป งานเครื่องกล. สูตร. การกำหนดคำจำกัดความ งานปฏิกิริยาภาคพื้นดิน

งานเครื่องกลเป็นลักษณะพลังงานของการเคลื่อนไหวของร่างกายซึ่งมีรูปแบบสเกลาร์ มันเท่ากับโมดูลัสของแรงที่กระทำต่อร่างกาย คูณด้วยโมดูลัสของการกระจัดที่เกิดจากแรงนี้และด้วยโคไซน์ของมุมระหว่างพวกมัน

สูตร 1 - งานเครื่องกล

F - แรงที่กระทำต่อร่างกาย

s - การเคลื่อนไหวของร่างกาย

cosa - โคไซน์ของมุมระหว่างแรงและการกระจัด

สูตรนี้มีรูปแบบทั่วไป ถ้ามุมระหว่างแรงที่ใช้และการกระจัดเป็นศูนย์ โคไซน์จะเท่ากับ 1 ดังนั้น งานจะเท่ากับผลคูณของแรงและการกระจัดเท่านั้น พูดง่ายๆ ก็คือ ถ้าวัตถุเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ใช้แรง งานทางกลก็จะเท่ากับผลคูณของแรงและการกระจัด

กรณีพิเศษที่สองคือเมื่อมุมระหว่างแรงที่กระทำต่อร่างกายและการกระจัดของมันคือ 90 องศา ในกรณีนี้ โคไซน์ของ 90 องศาเท่ากับศูนย์ ดังนั้นงานจะเท่ากับศูนย์ และแท้จริงแล้ว สิ่งที่เกิดขึ้นก็คือ เราใช้แรงไปในทิศทางเดียว และร่างกายเคลื่อนที่ในแนวตั้งฉากกับทิศทางนั้น นั่นคือร่างกายไม่เคลื่อนไหวอย่างชัดเจนภายใต้อิทธิพลของพลังของเรา ดังนั้นงานที่เรากระทำเพื่อขยับร่างกายจึงเป็นศูนย์

รูปที่ 1 - การทำงานของแรงเมื่อเคลื่อนย้ายร่างกาย

หากมีแรงมากกว่าหนึ่งแรงกระทำต่อร่างกาย แรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกายจะถูกคำนวณ แล้วจึงแทนสูตรเป็นแรงเดียวเท่านั้น ร่างกายที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงสามารถเคลื่อนที่ได้ไม่เพียงแต่เป็นแนวตรงเท่านั้น แต่ยังไปตามวิถีโคจรตามอำเภอใจอีกด้วย ในกรณีนี้งานจะถูกคำนวณสำหรับการเคลื่อนไหวส่วนเล็ก ๆ ซึ่งถือได้ว่าเป็นเส้นตรงแล้วจึงรวมเข้าด้วยกันตลอดเส้นทาง

งานสามารถเป็นได้ทั้งบวกและลบ นั่นคือถ้าการกระจัดและแรงตรงกัน งานก็จะเป็นบวก และถ้ามีแรงไปในทิศทางหนึ่งและร่างกายเคลื่อนที่ไปอีกทางหนึ่ง งานก็จะเป็นลบ ตัวอย่างของงานเชิงลบคืองานของแรงเสียดทาน เนื่องจากแรงเสียดทานมีทิศทางสวนทางกับการเคลื่อนที่ ลองนึกภาพร่างกายเคลื่อนที่ไปตามเครื่องบิน แรงที่กระทำต่อร่างกายจะดันไปในทิศทางที่กำหนด พลังนี้ทำงานเชิงบวกในการเคลื่อนย้ายร่างกาย แต่ในขณะเดียวกัน แรงเสียดทานก็ทำงานด้านลบ มันทำให้การเคลื่อนไหวของร่างกายช้าลงและมุ่งตรงไปที่การเคลื่อนไหวของมัน

รูปที่ 2 - พลังแห่งการเคลื่อนที่และแรงเสียดทาน

งานเครื่องกลมีหน่วยเป็นจูล หนึ่งจูลคืองานที่กระทำด้วยแรงหนึ่งนิวตันเมื่อเคลื่อนที่วัตถุหนึ่งเมตร นอกจากทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกายแล้ว ขนาดของแรงที่ใช้ยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อสปริงถูกบีบอัด แรงที่ใช้กับสปริงจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของระยะทางที่เคลื่อนที่ ในกรณีนี้ งานจะคำนวณโดยใช้สูตร

สูตร 2 - งานอัดสปริง

k คือความแข็งของสปริง

x - พิกัดเคลื่อนที่

ระดับ

บทเรียน #27

งานเครื่องกล. กำลังหน่วยวัดของพวกเขา

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

งาน". คำนี้คุ้นเคยกับเรามาตั้งแต่เด็ก มันติดตามเราตลอดชีวิตของเรา ด้วยคำนี้ เราเรียกว่ากิจกรรมของมนุษย์ทุกประเภท ทั้งทางร่างกาย จิตใจ หรือความคิดสร้างสรรค์ เรารู้ว่าตลอดชีวิตหัวใจทำงาน งานของหัวใจนี้เทียบเท่ากับงานที่ต้องทำเพื่อยกรถไฟขึ้นภูเขาที่สูงที่สุดในยุโรป - มงบล็อง (4810 ม.) สิ่งมีชีวิตทุกชนิดเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา บุคคลจะพัฒนาและบรรลุผลสำเร็จผ่านกิจกรรมของเขาเท่านั้น นี่เป็นแนวคิดที่สำคัญ

แต่ฟิสิกส์ใส่เนื้อหาที่แตกต่างออกไปเล็กน้อยในแนวคิดนี้ ในวิชาฟิสิกส์จะศึกษางานเครื่องกลเป็นหลัก และข้อเท็จจริงที่สำคัญมากในการทำงานก็คือความเร็ว เราต้องการทำบางสิ่งบางอย่างไม่เพียงแต่ดีขึ้น แต่ยังเร็วขึ้นอีกด้วย

ณ จุดนี้ ฉันจะขอให้คุณสาธิตการทำงานบางอย่างในสาขาของคุณ บอกฉันทีว่าเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการทำงานคืออะไร?

ใช่ การมีอยู่ของแรงที่ใช้และการเคลื่อนไหว

งานเครื่องกลเป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะการเคลื่อนไหวของร่างกายภายใต้อิทธิพลของแรง

เช่นเดียวกับปริมาณทางกายภาพอื่นๆ งานเครื่องกลมีหน่วยการวัดและสูตรในการคำนวณ

[A] = 1 เจ

งานเครื่องกลมีค่าเท่ากับผลคูณของแรงและการกระจัด

« เรื่องนี้น่าสนใจ!"หน่วยงาน SI ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ J. Joule ในศตวรรษที่ 19 J. Joule (1818-1889) เกิดในประเทศอังกฤษในครอบครัวของเจ้าของโรงเบียร์ เนื่องจากสุขภาพไม่ดี เจมส์ไม่ได้ไปโรงเรียนจนกว่าเขาจะอายุ 15 ปี แต่เมื่ออายุ 15 ปี ภายใต้การแนะนำของนักเคมีชื่อดัง จอห์น ดาลตัน เขาก็สามารถเชี่ยวชาญคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และเคมีได้สำเร็จ หลังจากพ่อของเขาเสียชีวิตหลังจากขายมรดกส่วนหนึ่งไปแล้ว จูลก็เริ่มทำการวิจัยทางวิทยาศาสตร์อิสระโดยลงทุนเงินทั้งหมดของเขาไปกับมัน ในช่วงชีวิตของเขา จูลทำการทดลองนับพันครั้งในสาขากลศาสตร์ แม่เหล็กไฟฟ้า และปรากฏการณ์ทางความร้อน ซึ่งประสบความสำเร็จ

ตอนนี้เรามาดูตัวอย่างของการทำงานนี้กัน พื้นที่จะต้องมีการขุดขึ้นมา จะทำงานเร็วขึ้นได้อย่างไร - ด้วยพลั่วหรือรถแทรกเตอร์? งานที่ทำจะเหมือนเดิมมั้ย?

ใช่แล้ว งานก็เหมือนกัน แต่จะใช้เวลาต่างกัน: ด้วยรถแทรกเตอร์งานนี้ก็จะเสร็จเร็วขึ้น

เราจะขึ้นชั้น 10 ด้วยลิฟต์เร็วกว่าบันได เครนยกอิฐหนักให้สูงเท่ากับบ้านที่สร้างในเวลาไม่กี่นาที ในขณะที่คนงานจะใช้เวลาทั้งวันทำงานเดียวกัน กลไกที่ทำงานเร็วขึ้นถือว่ามีประสิทธิภาพมากกว่า

กำลังคือปริมาณทางกายภาพที่แสดงถึงความเร็วของงาน

กำลังไฟฟ้าเท่ากับอัตราส่วนของงานเครื่องกลต่อเวลาที่ทำงานนี้

หน่วยวัดกำลังตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ James Watt เขาถูกเรียกว่า "อาร์คิมีดีส" แห่งศตวรรษที่ 18 แต่มีหน่วยวัดกำลังที่ไม่เป็นระบบคือแรงม้า ความจริงก็คือในช่วงรุ่งสางของวิศวกรรมเครื่องกลผู้บริโภคที่มีศักยภาพคุ้นเคยและชัดเจนมากขึ้นว่าพลังของกลไกนี้คือ 20 แรงม้านั่นคือกลไกนี้สามารถแทนที่ม้าได้ 20 ตัว

« เรื่องนี้น่าสนใจ!"กำลังเฉลี่ยของผู้ใหญ่ที่ทำงานได้นานพอสมควรคือประมาณ 35 - 75 วัตต์ แต่ในเวลาอันสั้น คนๆ หนึ่งสามารถพัฒนาพลังได้มากกว่าม้า ตัวอย่างเช่น นักกีฬาที่ดันบาร์เบลที่มีน้ำหนักมากกว่า 200 กิโลกรัมจนสูง 1.8 เมตรใน 1 วินาทีจะพัฒนากำลังประมาณ 3,500 วัตต์

คุณสามารถตรวจสอบข้อเท็จจริงนี้ได้โดยใช้การคำนวณในสมุดบันทึกของคุณ

และพลังของแมลงที่กำลังบินอยู่ที่ประมาณ 0.00001 วัตต์

การรวมวัสดุใหม่

การแก้ปัญหา

นักยกน้ำหนักจะพัฒนาพลังอะไรได้บ้างหากเขายกบาร์เบลที่มีน้ำหนัก 125 กก. สูง 70 ซม. ใน 0.3 วินาที?

ให้ไว้: โซลูชัน SI

เสื้อ=125กก

ส=70ซม. 0.7ม N= แต่ A=FS และ F=มก. และ S=h

เสื้อ=0.3วินาทีดังนั้น N=

มะ-? N= 2916.7 วัตต์

[ยังไม่มีข้อความ] = = = =ว

คำตอบ: 2916.7 W.

การบ้าน

8-ก:เรียนรู้ย่อหน้าที่ 17 และ 19 (จุดที่ 3) ตอบคำถามเป็นลายลักษณ์อักษร

8-ข:เรียนรู้ย่อหน้าที่ 41 และ 47; ตอบคำถามเป็นลายลักษณ์อักษร

คำถาม

1. ยกตัวอย่างเมื่อแรงกระทำต่อร่างกายแต่ไม่ได้ผล

2. สินค้าสองชิ้นที่มีน้ำหนักเท่ากันถูกส่งโดยรถบัสไปยังหมู่บ้านชานเมืองโดเนตสค์และไปยังใจกลางโดเนตสค์ งานเสร็จเหมือนกันในกรณีแรกและกรณีที่สองหรือไม่? ทำไม

3. เหตุใดพวกเขาจึงเริ่มสร้างเร็วขึ้นในศตวรรษที่ 20 และ 21 มากกว่าเมื่อก่อน?

4. เด็กชายสองคนที่มีน้ำหนักต่างกันวิ่งไปที่ชั้นสามของบ้านโดยแสดงเวลาเดียวกัน พวกเขาพัฒนาพลังเดียวกันหรือไม่?

รู้ไหมงานอะไร? โดยไม่ต้องสงสัยเลย ทุกคนรู้ว่างานคืออะไรโดยมีเงื่อนไขว่าเขาเกิดและอาศัยอยู่บนโลกนี้ งานเครื่องกลคืออะไร?

คนส่วนใหญ่ในโลกนี้รู้จักแนวคิดนี้เช่นกัน แม้ว่าบางคนจะมีความเข้าใจกระบวนการนี้ค่อนข้างคลุมเครือก็ตาม แต่เราไม่ได้พูดถึงพวกเขาตอนนี้ แม้แต่น้อยคนที่รู้ว่ามันคืออะไร งานเครื่องกลจากมุมมองของฟิสิกส์ในวิชาฟิสิกส์ งานเครื่องกลไม่ใช่แรงงานมนุษย์ในการผลิตอาหาร แต่เป็นปริมาณทางกายภาพที่อาจไม่เกี่ยวข้องกับบุคคลหรือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เลย ยังไงล่ะ? ลองคิดดูตอนนี้

งานเครื่องกลในวิชาฟิสิกส์

ลองยกตัวอย่างสองตัวอย่าง ในตัวอย่างแรก น้ำในแม่น้ำที่ต้องเผชิญกับเหวก็ตกลงมาอย่างอึกทึกเป็นน้ำตก ตัวอย่างที่สองคือชายคนหนึ่งที่ถือของหนักไว้ในอ้อมแขนที่เหยียดออก เช่น ยึดหลังคาที่หักไว้เหนือระเบียงบ้านในชนบทไม่ให้ล้ม ในขณะที่ภรรยาและลูก ๆ ของเขากำลังหาอะไรมาค้ำจุนอย่างเมามัน งานเครื่องกลจะดำเนินการเมื่อใด?

ความหมายของงานเครื่องกล

เกือบทุกคนจะตอบอย่างไม่ลังเลใจ: อย่างที่สอง และพวกเขาจะคิดผิด ตรงกันข้ามเป็นจริง ในวิชาฟิสิกส์จะอธิบายงานเครื่องกล โดยมีคำจำกัดความดังนี้งานเครื่องกลจะดำเนินการเมื่อมีแรงกระทำต่อร่างกายและเคลื่อนที่ งานเครื่องกลเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่ใช้และระยะทางที่เคลื่อนที่

สูตรงานเครื่องกล

งานเครื่องกลถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ A ทำงาน
F - ความแข็งแกร่ง
s คือระยะทางที่เดินทางได้

ดังนั้น แม้ว่าเจ้าของหลังคาจะกล้าหาญมาก แต่งานที่เขาทำกลับเป็นศูนย์ แต่น้ำที่ตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงจากหน้าผาสูง กลับกลายเป็นงานเชิงกลมากที่สุด นั่นคือถ้าเราดันตู้หนักไม่สำเร็จงานที่เราทำในมุมมองของฟิสิกส์จะเท่ากับศูนย์แม้ว่าเราจะออกแรงมากก็ตาม แต่ถ้าเราย้ายตู้ไประยะหนึ่ง เราก็จะทำงานเท่ากับผลคูณของแรงที่ใช้กับระยะทางที่เราขยับตัว

หน่วยของงานคือ 1 J เป็นงานที่ทำโดยใช้แรง 1 นิวตัน เพื่อเคลื่อนวัตถุให้เคลื่อนที่ในระยะ 1 เมตร ถ้าทิศทางของแรงที่กระทำตรงกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุแล้วแรงนี้ ทำงานเชิงบวก ตัวอย่างคือเมื่อเราผลักร่างกายแล้วมันก็เคลื่อนไหว และในกรณีที่เกิดแรงในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ของร่างกาย เช่น แรงเสียดทาน แรงนี้ก็จะส่งผลลบ หากแรงที่ใช้ไม่ส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของร่างกายในทางใดทางหนึ่ง แรงที่ทำโดยงานนี้ก็จะเท่ากับศูนย์

เพื่อให้สามารถระบุลักษณะเฉพาะด้านพลังงานของการเคลื่อนไหวได้ จึงได้นำแนวคิดของงานเครื่องกลมาใช้ และบทความนี้ได้อุทิศให้กับบทความนี้ในรูปแบบต่างๆ หัวข้อนี้ทั้งง่ายและค่อนข้างเข้าใจยาก ผู้เขียนพยายามอย่างจริงใจเพื่อให้เข้าใจง่ายและเข้าถึงได้มากขึ้นและใคร ๆ ก็หวังได้ว่าจะบรรลุเป้าหมายเท่านั้น

งานเครื่องกลเรียกว่าอะไร?

มันเรียกว่าอะไร? หากมีแรงบางอย่างเกิดขึ้นกับร่างกาย และผลจากการกระทำนั้นทำให้ร่างกายเคลื่อนที่ สิ่งนั้นเรียกว่างานทางกล เมื่อเข้าใกล้จากมุมมองของปรัชญาวิทยาศาสตร์สามารถเน้นประเด็นเพิ่มเติมหลายประการได้ที่นี่ แต่บทความจะครอบคลุมหัวข้อจากมุมมองของฟิสิกส์ งานเครื่องกลไม่ใช่เรื่องยากถ้าคุณคิดอย่างรอบคอบเกี่ยวกับคำที่เขียนไว้ที่นี่ แต่โดยปกติจะไม่ได้เขียนคำว่า "เครื่องกล" และทุกอย่างจะสั้นลงเหลือคำว่า "งาน" แต่ไม่ใช่ทุกงานที่เป็นกลไก นี่คือผู้ชายคนหนึ่งกำลังนั่งคิดอยู่ มันได้ผลเหรอ? ในใจใช่! แต่นี่มันงานเครื่องกลเหรอ? เลขที่ เกิดอะไรขึ้นถ้าคนเดิน? หากร่างกายเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรง แสดงว่าเป็นงานทางกล มันง่ายมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง แรงที่กระทำต่อร่างกายจะทำงาน (ทางกล) และอีกอย่างหนึ่ง: เป็นงานที่สามารถกำหนดลักษณะผลลัพธ์ของการกระทำของแรงบางอย่างได้ ดังนั้นหากบุคคลหนึ่งเดินแรงบางอย่าง (แรงเสียดทานแรงโน้มถ่วง ฯลฯ ) จะทำงานทางกลกับบุคคลนั้นและจากการกระทำของพวกเขาบุคคลนั้นจะเปลี่ยนตำแหน่งของเขาหรืออีกนัยหนึ่งคือเคลื่อนที่

งานเป็นปริมาณทางกายภาพเท่ากับแรงที่กระทำต่อร่างกาย คูณด้วยเส้นทางที่ร่างกายสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงนี้และในทิศทางที่แรงนั้นระบุ เราสามารถพูดได้ว่างานกลไกเสร็จสิ้นได้หากตรงตามเงื่อนไข 2 ประการพร้อมกัน นั่นคือ แรงที่กระทำต่อร่างกาย และแรงนั้นเคลื่อนที่ไปในทิศทางของการกระทำ แต่จะไม่เกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้นหากแรงกระทำและวัตถุไม่เปลี่ยนตำแหน่งในระบบพิกัด ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ เมื่อไม่ได้ทำงานด้านกลไก:

1. ดังนั้นบุคคลจึงสามารถพิงก้อนหินขนาดใหญ่เพื่อเคลื่อนย้ายได้ แต่มีกำลังไม่เพียงพอ แรงกระทำบนหิน แต่มันไม่เคลื่อนที่ และไม่มีงานใดเกิดขึ้น
2. ร่างกายเคลื่อนที่ในระบบพิกัด และแรงมีค่าเท่ากับศูนย์หรือทั้งหมดได้รับการชดเชยแล้ว สิ่งนี้สามารถสังเกตได้ในขณะที่เคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อย
3. เมื่อทิศทางที่วัตถุเคลื่อนที่ตั้งฉากกับการกระทำของแรง เมื่อรถไฟเคลื่อนที่ไปตามเส้นแนวนอน แรงโน้มถ่วงจะไม่ทำงาน

งานทางกลอาจเป็นค่าลบหรือบวกก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางประการ ดังนั้นหากทิศทางของทั้งแรงและการเคลื่อนไหวของร่างกายเหมือนกัน งานเชิงบวกก็จะเกิดขึ้น ตัวอย่างของการทำงานเชิงบวกคือผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่อหยดน้ำที่ตกลงมา แต่ถ้าแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ตรงกันข้าม งานทางกลเชิงลบก็จะเกิดขึ้น ตัวอย่างของตัวเลือกดังกล่าวคือ บอลลูนที่กำลังลอยขึ้นและแรงโน้มถ่วงซึ่งส่งผลเสีย เมื่อวัตถุตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงหลายๆ แรง งานดังกล่าวเรียกว่า “งานแรงลัพธ์”

คุณสมบัติการใช้งานจริง (พลังงานจลน์)

เรามาเปลี่ยนจากทฤษฎีไปสู่ภาคปฏิบัติกันดีกว่า แยกกันเราควรพูดถึงงานเครื่องกลและการใช้ในฟิสิกส์ อย่างที่หลายๆ คนคงจำได้ พลังงานทั้งหมดของร่างกายแบ่งออกเป็นจลน์และศักย์ไฟฟ้า เมื่อวัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลและไม่เคลื่อนที่ไปไหนเลย พลังงานศักย์ของมันจะเท่ากับพลังงานทั้งหมดและพลังงานจลน์ของมันจะเท่ากับศูนย์ เมื่อการเคลื่อนไหวเริ่มต้นขึ้น พลังงานศักย์เริ่มลดลง พลังงานจลน์เริ่มเพิ่มขึ้น แต่โดยรวมแล้วพลังงานทั้งหมดจะเท่ากับพลังงานทั้งหมดของวัตถุ สำหรับจุดวัตถุ พลังงานจลน์ถูกกำหนดให้เป็นการทำงานของแรงที่เร่งจุดจากศูนย์ไปเป็นค่า H และในรูปแบบสูตร จลนศาสตร์ของวัตถุจะเท่ากับ ½*M*N โดยที่ M คือมวล ในการหาพลังงานจลน์ของวัตถุที่ประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมาก คุณต้องหาผลรวมของพลังงานจลน์ทั้งหมดของอนุภาค และนี่จะเป็นพลังงานจลน์ของร่างกาย

คุณสมบัติของการประยุกต์ใช้งานจริง (พลังงานศักย์)

ในกรณีที่แรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกายเป็นแบบอนุรักษ์นิยม และพลังงานศักย์เท่ากับพลังงานทั้งหมด ก็ไม่มีงานใดเกิดขึ้น สมมุติฐานนี้เรียกว่ากฎการอนุรักษ์พลังงานกล พลังงานกลในระบบปิดจะคงที่ตลอดช่วงเวลา กฎหมายอนุรักษ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ปัญหาจากกลศาสตร์คลาสสิก

คุณสมบัติของการประยุกต์ใช้งานจริง (อุณหพลศาสตร์)

ในอุณหพลศาสตร์ งานที่ทำโดยแก๊สระหว่างการขยายตัวจะคำนวณโดยอินทิกรัลของความดันคูณปริมาตร วิธีการนี้ใช้ไม่เพียงแต่ในกรณีที่มีฟังก์ชันปริมาตรที่แน่นอน แต่ยังรวมถึงกระบวนการทั้งหมดที่สามารถแสดงในระนาบความดัน/ปริมาตรด้วย นอกจากนี้ยังใช้ความรู้เกี่ยวกับงานเครื่องกลไม่เพียงแต่กับก๊าซเท่านั้น แต่ยังใช้กับทุกสิ่งที่สามารถสร้างแรงกดดันได้

คุณสมบัติของการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในทางปฏิบัติ (กลศาสตร์เชิงทฤษฎี)

ในกลศาสตร์เชิงทฤษฎี คุณสมบัติและสูตรทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้นได้รับการพิจารณาอย่างละเอียดยิ่งขึ้น โดยเฉพาะการคาดการณ์ นอกจากนี้ยังให้คำจำกัดความสำหรับสูตรต่างๆ ของงานเครื่องกล (ตัวอย่างคำจำกัดความสำหรับอินทิกรัลของ Rimmer): ขีดจำกัดที่ผลรวมของแรงทั้งหมดของงานเบื้องต้นมีแนวโน้ม เมื่อความละเอียดของพาร์ติชันมีแนวโน้มเป็นศูนย์ เรียกว่า การทำงานของแรงตามแนวโค้ง คงจะยากใช่ไหม? แต่ไม่มีอะไร ทุกอย่างเรียบร้อยดีด้วยกลศาสตร์เชิงทฤษฎี ใช่แล้ว งานเครื่องกล ฟิสิกส์ และปัญหาอื่นๆ จบลงแล้ว นอกจากนี้จะเป็นเพียงตัวอย่างและข้อสรุปเท่านั้น

หน่วยวัดงานเครื่องกล

SI ใช้จูลในการวัดงาน ในขณะที่ GHS ใช้ ergs:

1. 1 J = 1 กิโลกรัม ตรม./วินาที2 = 1 นิวตันเมตร
2. 1 เอิร์ก = 1 กรัม cm²/s² = 1 ดายน์ ซม
3. 1 เอิร์ก = 10 −7 เจ

ตัวอย่างงานเครื่องกล

เพื่อให้เข้าใจแนวคิดเช่นงานเครื่องจักรกลในที่สุดคุณควรศึกษาตัวอย่างหลายตัวอย่างที่จะช่วยให้คุณสามารถพิจารณาจากหลาย ๆ ด้าน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด:

1. เมื่อบุคคลยกหินด้วยมือ งานกลจะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของมือ
2. เมื่อรถไฟแล่นไปตามราง รถไฟจะถูกดึงโดยแรงดึงของรถแทรกเตอร์ (หัวรถจักรไฟฟ้า หัวรถจักรดีเซล ฯลฯ)
3. หากคุณหยิบปืนและยิงจากนั้นต้องขอบคุณแรงกดดันที่สร้างขึ้นโดยผงก๊าซงานก็จะสำเร็จ: กระสุนถูกเคลื่อนที่ไปตามลำกล้องปืนในเวลาเดียวกันกับที่ความเร็วของกระสุนเพิ่มขึ้น
4. งานเครื่องกลก็เกิดขึ้นเมื่อแรงเสียดทานกระทำต่อร่างกาย บังคับให้ร่างกายลดความเร็วในการเคลื่อนที่
5. ตัวอย่างข้างต้นกับลูกบอลเมื่อพวกมันลอยขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามสัมพันธ์กับทิศทางของแรงโน้มถ่วงก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของงานทางกลด้วย แต่นอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงแล้ว แรงของอาร์คิมิดีสยังทำหน้าที่เมื่อทุกสิ่งที่เบากว่าอากาศลอยขึ้น

อำนาจคืออะไร?

สุดท้ายนี้ผมอยากจะกล่าวถึงหัวข้อเรื่องอำนาจ งานที่กระทำด้วยกำลังในหนึ่งหน่วยเวลาเรียกว่ากำลัง ในความเป็นจริง กำลังคือปริมาณทางกายภาพที่สะท้อนอัตราส่วนของงานต่อช่วงเวลาหนึ่งในระหว่างที่งานนี้เสร็จสิ้น: M=P/B โดยที่ M คือกำลัง P คืองาน B คือเวลา หน่วยกำลัง SI คือ 1 W วัตต์เท่ากับกำลังงานหนึ่งจูลในหนึ่งวินาที: 1 W=1J\1s

มันหมายความว่าอะไร?

ในวิชาฟิสิกส์ “งานเครื่องกล” คืองานที่ใช้แรงบางอย่าง (แรงโน้มถ่วง ความยืดหยุ่น แรงเสียดทาน ฯลฯ) ต่อร่างกาย ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ร่างกายเคลื่อนที่

บ่อยครั้งที่คำว่า "เครื่องกล" ไม่ได้เขียนไว้
บางครั้งคุณอาจเจอสำนวนที่ว่า “ร่างกายได้ทำงานแล้ว” ซึ่งโดยหลักการแล้วหมายถึง “แรงที่กระทำต่อร่างกายได้ทำงานแล้ว”

ฉันคิดว่า - ฉันกำลังทำงานอยู่

ฉันจะไป - ฉันก็ทำงานเหมือนกัน

ที่นี่งานเครื่องกลอยู่ที่ไหน?

หากร่างกายเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรง งานทางกลก็จะเกิดขึ้น

พวกเขาบอกว่าร่างกายทำงานได้
หรือถ้าให้เจาะจงกว่านั้น มันจะเป็นดังนี้ งานจะกระทำโดยแรงที่กระทำต่อร่างกาย

งานบ่งบอกถึงผลลัพธ์ของแรง

แรงที่กระทำต่อบุคคลนั้นทำงานทางกลไกกับเขา และจากผลของแรงเหล่านี้ บุคคลนั้นจึงเคลื่อนไหว

งานคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับผลคูณของแรงที่กระทำต่อร่างกายและเส้นทางที่ร่างกายสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงในทิศทางของแรงนี้

เอ - งานเครื่องกล
F - ความแข็งแกร่ง
S - ระยะทางที่เดินทาง

งานเสร็จแล้วหากตรงตามเงื่อนไข 2 ประการพร้อมกัน: แรงกระทำต่อร่างกายและแรงนั้น
เคลื่อนที่ไปในทิศทางของแรง

ไม่มีงานทำ(เช่น เท่ากับ 0) ถ้า:
1.แรงกระทำแต่ร่างกายไม่เคลื่อนไหว

ตัวอย่างเช่น: เราออกแรงกับก้อนหิน แต่ไม่สามารถขยับได้

2. ร่างกายเคลื่อนที่และแรงเป็นศูนย์ หรือแรงทั้งหมดได้รับการชดเชย (นั่นคือ ผลลัพธ์ของแรงเหล่านี้คือ 0)
ตัวอย่างเช่น เมื่อเคลื่อนที่ด้วยแรงเฉื่อย จะไม่มีงานใดเกิดขึ้น
3. ทิศทางของแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกายตั้งฉากกัน

ตัวอย่างเช่น เมื่อรถไฟเคลื่อนที่ในแนวนอน แรงโน้มถ่วงจะไม่ทำงาน

งานสามารถเป็นบวกและลบได้

1. หากทิศทางของแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกายตรงกัน งานเชิงบวกก็จะเสร็จสิ้น

ตัวอย่างเช่น: แรงโน้มถ่วงซึ่งกระทำต่อหยดน้ำที่ตกลงมานั้นให้ผลเชิงบวก

2. หากทิศทางของแรงและการเคลื่อนไหวของร่างกายตรงกันข้ามแสดงว่างานด้านลบเสร็จสิ้น

ตัวอย่างเช่น: แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อบอลลูนที่กำลังลอยอยู่จะทำงานเชิงลบ

ถ้าแรงหลายแรงกระทำต่อร่างกาย งานทั้งหมดที่ทำโดยแรงทั้งหมดจะเท่ากับงานที่ทำโดยแรงที่เกิดขึ้น

หน่วยงาน

เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ D. Joule หน่วยงานนี้มีชื่อว่า 1 Joule

ในระบบหน่วยสากล (SI):
[A] = J = N ม
1J = 1N 1ม

งานเครื่องกลมีค่าเท่ากับ 1 J หากวัตถุเคลื่อนที่ไป 1 เมตรในทิศทางของแรงนี้ภายใต้อิทธิพลของแรง 1 N

เมื่อบินจากนิ้วหัวแม่มือของบุคคลไปยังนิ้วชี้ของเขา
ยุงทำงานได้ - 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 J.

หัวใจมนุษย์ทำงานประมาณ 1 J ต่อการหดตัว ซึ่งสอดคล้องกับงานที่ทำเมื่อยกของหนัก 10 กก. ถึงสูง 1 ซม.

ไปทำงานกันเถอะเพื่อน!