Sebelum mengungkapkan topik "Bagaimana pekerjaan diukur", perlu untuk membuat penyimpangan kecil. Segala sesuatu di dunia ini mematuhi hukum fisika. Setiap proses atau fenomena dapat dijelaskan berdasarkan hukum fisika tertentu. Untuk setiap besaran yang dapat diukur, ada satuan yang biasa digunakan untuk mengukurnya. Satuan pengukuran tetap dan memiliki arti yang sama di seluruh dunia.

jpg?.jpg 600w

Sistem Satuan Internasional

Alasan untuk ini adalah sebagai berikut. Pada tahun 1960, pada konferensi umum kesebelas tentang berat dan ukuran, sebuah sistem pengukuran diadopsi, yang diakui di seluruh dunia. Sistem ini diberi nama Le Système International d'Unités, SI (SI System International). Sistem ini telah menjadi dasar untuk definisi satuan pengukuran yang diterima di seluruh dunia dan rasionya.

Istilah dan terminologi fisik

Dalam fisika, unit untuk mengukur kerja gaya disebut J (Joule), untuk menghormati fisikawan Inggris James Joule, yang memberikan kontribusi besar pada pengembangan bagian termodinamika dalam fisika. Satu Joule sama dengan kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu N (Newton) ketika penerapannya menggerakkan satu M (meter) searah dengan gaya tersebut. Satu N (Newton) sama dengan gaya dengan massa satu kg (kilogram) dengan percepatan satu m/s2 (meter per detik) dalam arah gaya.

jpg?.jpg 600w

Rumus mencari pekerjaan

Catatan. Dalam fisika, semuanya saling berhubungan, kinerja pekerjaan apa pun dikaitkan dengan kinerja tindakan tambahan. Contohnya adalah kipas rumah tangga. Saat kipas dihidupkan, bilah kipas mulai berputar. Pisau berputar bekerja pada aliran udara, memberikan gerakan terarah. Ini adalah hasil kerja. Tetapi untuk melakukan pekerjaan, pengaruh kekuatan eksternal lainnya diperlukan, yang tanpanya kinerja tindakan tidak mungkin dilakukan. Ini termasuk kekuatan arus listrik, daya, tegangan, dan banyak nilai lain yang saling terkait.

Arus listrik, pada intinya, adalah gerakan teratur elektron dalam konduktor per satuan waktu. Arus listrik didasarkan pada partikel bermuatan positif atau negatif. Mereka disebut muatan listrik. Dilambangkan dengan huruf C, q, Kl (Liontin), dinamai ilmuwan dan penemu Prancis Charles Coulomb. Dalam sistem SI, ini adalah satuan ukuran untuk jumlah elektron bermuatan. 1 C sama dengan volume partikel bermuatan yang mengalir melalui penampang konduktor per satuan waktu. Satuan waktu adalah satu detik. Rumus muatan listrik ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

jpg?.jpg 600w

Rumus mencari muatan listrik

Kuat arus listrik dilambangkan dengan huruf A (ampere). Ampere adalah satuan dalam fisika yang mencirikan pengukuran kerja gaya yang dikeluarkan untuk memindahkan muatan di sepanjang konduktor. Pada intinya, arus listrik adalah gerakan teratur elektron dalam konduktor di bawah pengaruh medan elektromagnetik. Yang dimaksud dengan konduktor adalah suatu bahan atau lelehan garam (elektrolit) yang mempunyai hambatan kecil terhadap lewatnya elektron. Dua besaran fisika mempengaruhi kekuatan arus listrik: tegangan dan hambatan. Mereka akan dibahas di bawah ini. Arus selalu berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-4-768x552..jpg 800w

Rumus untuk menemukan kekuatan saat ini

Seperti disebutkan di atas, arus listrik adalah gerakan teratur elektron dalam konduktor. Tetapi ada satu peringatan: untuk gerakan mereka, diperlukan dampak tertentu. Efek ini dibuat dengan menciptakan perbedaan potensial. Muatan listrik bisa positif atau negatif. Muatan positif selalu cenderung ke muatan negatif. Ini diperlukan untuk keseimbangan sistem. Selisih antara jumlah partikel bermuatan positif dan negatif disebut tegangan listrik.

Gif?.gif 600w

Rumus untuk mencari tegangan

Daya adalah jumlah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha sebesar satu J (Joule) dalam selang waktu satu detik. Satuan pengukuran dalam fisika dilambangkan sebagai W (Watt), dalam sistem SI W (Watt). Karena daya listrik dipertimbangkan, di sini adalah nilai energi listrik yang dikeluarkan untuk melakukan tindakan tertentu dalam jangka waktu tertentu.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-6-120x74..jpg 750w

Rumus untuk mencari daya listrik

Sebagai kesimpulan, perlu dicatat bahwa satuan ukuran kerja adalah besaran skalar, memiliki hubungan dengan semua bagian fisika dan dapat dipertimbangkan dari sisi tidak hanya elektrodinamika atau rekayasa panas, tetapi juga bagian lainnya. Artikel ini secara singkat mempertimbangkan nilai yang menjadi ciri unit pengukuran kerja gaya.

Video

Jika suatu gaya bekerja pada suatu benda, maka gaya tersebut bekerja untuk menggerakkan benda tersebut. Sebelum memberikan definisi usaha dalam gerak lengkung suatu titik material, pertimbangkan kasus-kasus khusus:

Dalam hal ini, kerja mekanik A adalah sama dengan:

A= F s cos=
,

atau A=Fcos× s = F S × s ,

di manaF S – proyeksi kekuatan untuk bergerak. Pada kasus ini F s = konstan, dan makna geometris dari karya tersebut A adalah luas persegi panjang yang dibangun dalam koordinat F S , , s.

Mari kita buat grafik proyeksi gaya pada arah gerakan F S sebagai fungsi perpindahan s. Kami mewakili perpindahan total sebagai jumlah dari n perpindahan kecil
. Untuk kecil saya perpindahan -th
pekerjaan adalah

atau luas trapesium yang diarsir pada gambar.

Pekerjaan mekanis penuh untuk bergerak dari suatu titik 1 tepat 2 akan sama dengan:

.

Nilai di bawah integral akan mewakili pekerjaan dasar pada perpindahan yang sangat kecil
:

- pekerjaan dasar.

Kami memecah lintasan gerakan titik material menjadi perpindahan yang sangat kecil dan kerja gaya dengan memindahkan titik material dari titik 1 tepat 2 didefinisikan sebagai integral lengkung:

–bekerja dengan gerak lengkung.

Contoh 1: Kerja gravitasi
selama gerak lengkung suatu titik material.

.

Lebih jauh sebagai nilai konstanta dapat dikeluarkan dari tanda integral, dan integral sesuai dengan gambar akan mewakili perpindahan total . .

Jika kita menyatakan ketinggian titik 1 dari permukaan bumi melalui , dan tinggi titik 2 melalui , kemudian

Kita melihat bahwa dalam hal ini usaha ditentukan oleh posisi titik material pada momen awal dan akhir waktu dan tidak bergantung pada bentuk lintasan atau lintasan. Usaha yang dilakukan oleh gravitasi pada lintasan tertutup adalah nol:
.

Gaya-gaya yang bekerja pada lintasan tertutup sama dengan nol disebutkonservatif .

Contoh 2 : Kerja gaya gesekan.

Ini adalah contoh dari gaya non-konservatif. Untuk menunjukkan ini, cukup dengan mempertimbangkan pekerjaan dasar gaya gesekan:

,

itu. usaha gaya gesekan selalu negatif dan tidak bisa sama dengan nol pada lintasan tertutup. Usaha yang dilakukan tiap satuan waktu disebut kekuatan. Jika pada waktunya
pekerjaan selesai
, maka kekuatannya adalah

–tenaga mekanik.

Memukau
sebagai

,

kita mendapatkan ekspresi untuk kekuatan:

.

Satuan SI untuk usaha adalah joule:
= 1 J = 1 N 1 m, dan satuan daya adalah watt: 1 W = 1 J / s.

energi mekanik.

Energi adalah ukuran kuantitatif umum dari pergerakan interaksi semua jenis materi. Energi tidak hilang dan tidak muncul dari ketiadaan: ia hanya dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Konsep energi mengikat semua fenomena di alam. Sesuai dengan berbagai bentuk gerak materi, berbagai jenis energi dipertimbangkan - mekanik, internal, elektromagnetik, nuklir, dll.

Konsep energi dan usaha saling berkaitan erat. Diketahui bahwa pekerjaan dilakukan dengan mengorbankan cadangan energi dan, sebaliknya, dengan melakukan pekerjaan, dimungkinkan untuk meningkatkan cadangan energi di perangkat apa pun. Dengan kata lain, usaha adalah ukuran kuantitatif dari perubahan energi:

.

Energi serta usaha dalam SI diukur dalam joule: [ E]=1 J

Energi mekanik terdiri dari dua jenis - kinetik dan potensial.

Energi kinetik (atau energi gerak) ditentukan oleh massa dan kecepatan benda-benda yang dipertimbangkan. Pertimbangkan titik material yang bergerak di bawah aksi gaya . Kerja gaya ini meningkatkan energi kinetik suatu titik material
. Mari kita hitung dalam hal ini kenaikan kecil (diferensial) dari energi kinetik:

Saat menghitung
menggunakan hukum kedua Newton
, sebaik
- modulus kecepatan dari titik material. Kemudian
dapat direpresentasikan sebagai:

-

- energi kinetik dari titik material yang bergerak.

Mengalikan dan membagi ekspresi ini dengan
, dan dengan mempertimbangkan bahwa
, kita mendapatkan

-

- hubungan antara momentum dan energi kinetik dari titik material yang bergerak.

Energi potensial ( atau energi posisi benda) ditentukan oleh aksi gaya konservatif pada benda dan hanya bergantung pada posisi benda .

Kita telah melihat bahwa kerja gravitasi
dengan gerak lengkung suatu titik material
dapat direpresentasikan sebagai perbedaan antara nilai-nilai fungsi
diambil pada titik 1 dan pada intinya 2 :

.

Ternyata setiap kali gaya-gaya itu konservatif, kerja gaya-gaya ini terus berlanjut 1
2 dapat direpresentasikan sebagai:

.

Fungsi , yang hanya bergantung pada posisi tubuh - disebut energi potensial.

Kemudian untuk pekerjaan dasar kita mendapatkan

–usaha sama dengan kehilangan energi potensial.

Jika tidak, kita dapat mengatakan bahwa pekerjaan dilakukan karena cadangan energi potensial.

nilai , sama dengan jumlah energi kinetik dan potensial partikel, disebut energi mekanik total benda:

–energi mekanik total tubuh.

Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa menggunakan hukum kedua Newton
, perbedaan energi kinetik
dapat direpresentasikan sebagai:

.

Diferensial energi potensial
, seperti yang disebutkan di atas, sama dengan:

.

Jadi, jika kekuatan adalah gaya konservatif dan tidak ada gaya luar lainnya, maka , yaitu dalam hal ini, energi mekanik total tubuh adalah kekal.

Pekerjaan mekanis. Unit kerja.

Dalam kehidupan sehari-hari, di bawah konsep "kerja" kita memahami segalanya.

Dalam fisika, konsep Pekerjaan agak berbeda. Ini adalah besaran fisika tertentu, yang berarti dapat diukur. Dalam fisika, studi ini terutama pekerjaan mekanis .

Perhatikan contoh kerja mekanik.

Kereta bergerak di bawah aksi gaya traksi lokomotif listrik, saat melakukan pekerjaan mekanis. Ketika pistol ditembakkan, gaya tekanan gas bubuk bekerja - itu menggerakkan peluru di sepanjang laras, sementara kecepatan peluru meningkat.

Dari contoh-contoh ini, dapat dilihat bahwa kerja mekanis dilakukan ketika benda bergerak di bawah aksi suatu gaya. Pekerjaan mekanis juga dilakukan dalam kasus ketika gaya yang bekerja pada tubuh (misalnya, gaya gesekan) mengurangi kecepatan gerakannya.

Ingin memindahkan kabinet, kami menekannya dengan paksa, tetapi jika tidak bergerak pada saat yang sama, maka kami tidak melakukan pekerjaan mekanis. Orang dapat membayangkan kasus ketika tubuh bergerak tanpa partisipasi gaya (dengan inersia), dalam hal ini, pekerjaan mekanis juga tidak dilakukan.

Jadi, kerja mekanis dilakukan hanya jika suatu gaya bekerja pada benda dan benda tersebut bergerak .

Mudah dipahami bahwa semakin besar gaya yang bekerja pada benda dan semakin panjang lintasan yang dilalui benda di bawah aksi gaya ini, semakin besar usaha yang dilakukan.

Kerja mekanik berbanding lurus dengan gaya yang diberikan dan berbanding lurus dengan jarak yang ditempuh. .

Oleh karena itu, kami sepakat untuk mengukur kerja mekanis dengan produk gaya dan jalur yang ditempuh dalam arah gaya ini:

usaha = gaya × lintasan

di mana TETAPI- Pekerjaan, F- kekuatan dan s- jarak yang ditempuh.

Satuan usaha adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 N pada lintasan sejauh 1 m.

Satuan kerja - Joule (J ) dinamai ilmuwan Inggris Joule. Dengan demikian,

1 J = 1N m.

Juga digunakan kilojoule (kJ) .

1 kJ = 1000 J.

Rumus A = Fs berlaku ketika gaya F konstan dan bertepatan dengan arah gerak tubuh.

Jika arah gaya bertepatan dengan arah gerak benda, maka gaya ini melakukan kerja positif.

Jika gerakan benda terjadi dalam arah yang berlawanan dengan arah gaya yang diberikan, misalnya gaya gesekan geser, maka gaya ini melakukan kerja negatif.

Jika arah gaya yang bekerja pada benda tegak lurus dengan arah gerak, maka gaya ini tidak bekerja, usaha adalah nol:

Di masa depan, berbicara tentang pekerjaan mekanis, kami akan secara singkat menyebutnya dalam satu kata - pekerjaan.

Contoh. Hitunglah usaha yang dilakukan ketika mengangkat sebuah lempengan batu granit dengan volume 0,5 m3 sampai ketinggian 20 m. Massa jenis batu granit adalah 2500 kg/m3.

Diberikan:

\u003d 2500 kg / m 3

Keputusan:

di mana F adalah gaya yang harus diterapkan untuk mengangkat pelat secara merata. Gaya ini sama dalam modulus dengan gaya untai F yang bekerja pada pelat, yaitu F = Fstrand. Dan gaya gravitasi dapat ditentukan oleh massa pelat: Ftyazh = gm. Kami menghitung massa pelat, mengetahui volume dan kepadatan granitnya: m = V; s = h, yaitu jalurnya sama dengan ketinggian pendakian.

Jadi, m = 2500 kg/m3 0,5 m3 = 1250 kg.

F = 9,8 N/kg 1250 kg 12250 N.

A = 12.250 N 20 m = 245.000 J = 245 kJ.

Menjawab: A = 245 kJ.

Pengungkit.Kekuatan.Energi

Mesin yang berbeda membutuhkan waktu yang berbeda untuk melakukan pekerjaan yang sama. Misalnya, sebuah derek di lokasi konstruksi mengangkat ratusan batu bata ke lantai atas sebuah bangunan dalam beberapa menit. Jika seorang pekerja memindahkan batu bata ini, dia akan membutuhkan beberapa jam untuk melakukannya. Contoh lain. Seekor kuda dapat membajak satu hektar tanah dalam 10-12 jam, sedangkan traktor dengan bajak multi-bagian ( mata bajak- bagian dari bajak yang memotong lapisan tanah dari bawah dan memindahkannya ke tempat pembuangan; multi-share - banyak share), pekerjaan ini akan dilakukan selama 40-50 menit.

Jelas bahwa derek melakukan pekerjaan yang sama lebih cepat daripada pekerja, dan traktor lebih cepat dari kuda. Kecepatan kerja ditandai dengan nilai khusus yang disebut daya.

Daya sama dengan perbandingan usaha dengan waktu penyelesaiannya.

Untuk menghitung daya, perlu untuk membagi pekerjaan dengan waktu selama pekerjaan ini dilakukan. daya = usaha/waktu.

di mana N- kekuatan, A- Pekerjaan, t- waktu pekerjaan selesai.

Daya adalah nilai konstan, ketika pekerjaan yang sama dilakukan untuk setiap detik, dalam kasus lain rasio Pada menentukan daya rata-rata:

N cf = Pada . Satuan daya diambil sebagai daya di mana pekerjaan dalam J dilakukan dalam 1 sekon.

Satuan ini disebut watt ( sel) untuk menghormati ilmuwan Inggris lainnya Watt.

1 watt = 1 joule / 1 detik, atau 1 W = 1 J/s.

Watt (joule per detik) - W (1 J / s).

Unit daya yang lebih besar banyak digunakan dalam rekayasa - kilowat (kW), megawatt (MW) .

1 MW = 1.000.000 W

1 kW = 1000 W

1 mW = 0,001 W

1 W = 0,000001 MW

1 W = 0,001 kW

1 W = 1000 mW

Contoh. Hitunglah kuat aliran air yang mengalir melalui bendungan, jika tinggi jatuhnya air 25 m, dan laju alirannya 120 m3 per menit.

Diberikan:

= 1000 kg/m3

Keputusan:

Massa air yang jatuh: m = V,

m = 1000 kg/m3 120 m3 = 120.000 kg (12 104 kg).

Gaya gravitasi yang bekerja pada air:

F = 9,8 m/s2 120.000 kg 1.200.000 N (12 105 N)

Usaha yang dilakukan per menit:

A - 1.200.000 N 25 m = 30.000.000 J (3 107 J).

Daya aliran: N = A/t,

N = 30.000.000 J / 60 s = 500.000 W = 0,5 MW.

Menjawab: N = 0,5 MW.

Berbagai mesin memiliki kekuatan mulai dari seperseratus dan sepersepuluh kilowatt (motor pisau cukur listrik, mesin jahit) hingga ratusan ribu kilowatt (turbin air dan uap).

Tabel 5

Kekuatan beberapa mesin, kW.

Setiap mesin memiliki plat (paspor mesin), yang berisi beberapa data tentang mesin, termasuk tenaganya.

Tenaga manusia dalam kondisi kerja normal rata-rata 70-80 watt. Membuat lompatan, berlari menaiki tangga, seseorang dapat mengembangkan daya hingga 730 watt, dan dalam beberapa kasus bahkan lebih.

Dari rumus N = A/t berikut bahwa

Untuk menghitung pekerjaan, Anda perlu mengalikan daya dengan waktu selama pekerjaan ini dilakukan.

Contoh. Motor kipas ruangan memiliki daya 35 watt. Berapa banyak pekerjaan yang dia lakukan dalam 10 menit?

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan:

Keputusan:

A = 35 W * 600 s = 21.000 W * s = 21.000 J = 21 kJ.

Menjawab A= 21 kJ.

mekanisme sederhana.

Sejak zaman dahulu, manusia telah menggunakan berbagai perangkat untuk melakukan pekerjaan mekanis.

Semua orang tahu bahwa benda berat (batu, lemari, mesin), yang tidak dapat digerakkan dengan tangan, dapat dipindahkan dengan tongkat yang cukup panjang - tuas.

Saat ini, diyakini bahwa dengan bantuan tuas tiga ribu tahun yang lalu, selama pembangunan piramida di Mesir kuno, lempengan batu yang berat dipindahkan dan diangkat ke tempat yang sangat tinggi.

Dalam banyak kasus, alih-alih mengangkat beban berat ke ketinggian tertentu, beban dapat digulung atau ditarik ke ketinggian yang sama pada bidang miring atau diangkat dengan balok.

Alat yang digunakan untuk mengubah daya disebut mekanisme .

Mekanisme sederhana meliputi: tuas dan varietasnya - blok, gerbang; bidang miring dan varietasnya - baji, sekrup. Dalam kebanyakan kasus, mekanisme sederhana digunakan untuk memperoleh peningkatan kekuatan, yaitu, untuk meningkatkan gaya yang bekerja pada tubuh beberapa kali.

Mekanisme sederhana ditemukan baik di rumah tangga maupun di semua pabrik dan mesin pabrik yang kompleks yang memotong, memelintir, dan mencap lembaran baja besar atau menarik benang terbaik dari mana kain kemudian dibuat. Mekanisme yang sama dapat ditemukan di automata kompleks modern, mesin cetak dan mesin hitung.

Lengan tuas. Keseimbangan gaya pada tuas.

Pertimbangkan mekanisme paling sederhana dan paling umum - tuas.

Tuas adalah benda kaku yang dapat berputar di sekitar penyangga tetap.

Gambar tersebut menunjukkan bagaimana seorang pekerja menggunakan linggis untuk mengangkat beban sebagai pengungkit. Dalam kasus pertama, seorang pekerja dengan kekuatan F menekan ujung linggis B, di detik - menaikkan akhir B.

Pekerja perlu mengatasi berat beban P- gaya diarahkan secara vertikal ke bawah. Untuk ini, dia memutar linggis di sekitar sumbu yang melewati satu-satunya diam titik putus - titik tumpunya HAI. Memaksa F, dengan mana pekerja bekerja pada tuas, lebih sedikit gaya P, sehingga pekerja mendapatkan mendapatkan kekuatan. Dengan bantuan tuas, Anda dapat mengangkat beban yang begitu berat sehingga Anda tidak dapat mengangkatnya sendiri.

Gambar tersebut menunjukkan sebuah tuas yang sumbu rotasinya adalah HAI(fulcrum) terletak di antara titik-titik penerapan gaya TETAPI dan PADA. Gambar lainnya menunjukkan diagram tuas ini. Kedua kekuatan F 1 dan F 2 yang bekerja pada tuas diarahkan ke arah yang sama.

Jarak terpendek antara titik tumpu dan garis lurus di mana gaya bekerja pada tuas disebut lengan gaya.

Untuk menemukan bahu gaya, perlu untuk menurunkan tegak lurus dari titik tumpu ke garis aksi gaya.

Panjang tegak lurus ini akan menjadi bahu gaya ini. Angka tersebut menunjukkan bahwa OA- kekuatan bahu F 1; OV- kekuatan bahu F 2. Gaya yang bekerja pada tuas dapat memutarnya di sekitar sumbu dalam dua arah: searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Ya, kekuatan F 1 memutar tuas searah jarum jam, dan gaya F 2 memutarnya berlawanan arah jarum jam.

Kondisi di mana tuas berada dalam keseimbangan di bawah aksi gaya yang diterapkan padanya dapat ditentukan secara eksperimental. Pada saat yang sama, harus diingat bahwa hasil aksi suatu gaya tidak hanya bergantung pada nilai numeriknya (modulus), tetapi juga pada titik di mana gaya itu diterapkan pada benda, atau bagaimana gaya itu diarahkan.

Berbagai beban digantungkan dari tuas (lihat Gbr.) di kedua sisi titik tumpu sehingga setiap kali tuas tetap seimbang. Gaya-gaya yang bekerja pada tuas sama dengan berat beban-beban tersebut. Untuk setiap kasus, modul gaya dan bahunya diukur. Dari pengalaman yang ditunjukkan pada Gambar 154, dapat dilihat bahwa gaya 2 H menyeimbangkan kekuatan 4 H. Dalam hal ini, seperti dapat dilihat dari gambar, bahu gaya yang lebih kecil adalah 2 kali lebih besar dari bahu gaya yang lebih besar.

Berdasarkan percobaan tersebut, kondisi (aturan) keseimbangan tuas ditetapkan.

Tuas berada dalam keseimbangan ketika gaya-gaya yang bekerja padanya berbanding terbalik dengan bahu gaya-gaya tersebut.

Aturan ini dapat ditulis sebagai rumus:

F 1/F 2 = aku 2/ aku 1 ,

di mana F 1dan F 2 - gaya yang bekerja pada tuas, aku 1dan aku 2 , - bahu kekuatan ini (lihat Gambar.).

Aturan keseimbangan tuas ditetapkan oleh Archimedes sekitar tahun 287-212. SM e. (Tetapi bukankah paragraf terakhir mengatakan bahwa tuas digunakan oleh orang Mesir? Atau apakah kata "mapan" penting di sini?)

Dari aturan ini dapat disimpulkan bahwa kekuatan yang lebih kecil dapat diimbangi dengan kekuatan leverage yang lebih besar. Biarkan satu lengan tuas menjadi 3 kali lebih besar dari yang lain (lihat Gambar.). Kemudian, dengan menerapkan gaya, misalnya 400 N di titik B, adalah mungkin untuk mengangkat batu seberat 1200 N. Untuk mengangkat beban yang lebih berat lagi, perlu menambah panjang lengan pengungkit di mana tindakan pekerja.

Contoh. Dengan menggunakan pengungkit, seorang pekerja mengangkat pelat seberat 240 kg (lihat Gambar 149). Berapakah gaya yang dia berikan pada lengan tuas yang lebih besar, yaitu 2,4 m, jika lengan yang lebih kecil adalah 0,6 m?

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya, dan selesaikan.

Diberikan:

Keputusan:

Menurut aturan keseimbangan tuas, F1/F2 = l2/l1, dimana F1 = F2 l2/l1, di mana F2 = P adalah berat batu. Berat batu asd = gram, F = 9,8 N 240 kg 2400 N

Maka, F1 = 2400 N 0,6 / 2,4 = 600 N.

Menjawab: F1 = 600 N.

Dalam contoh kita, pekerja mengatasi gaya 2400 N dengan menerapkan gaya 600 N ke tuas. Tetapi pada saat yang sama, bahu tempat pekerja bekerja adalah 4 kali lebih panjang dari bahu batu yang bekerja. ( aku 1 : aku 2 = 2,4 m: 0,6 m = 4).

Dengan menerapkan aturan leverage, kekuatan yang lebih kecil dapat menyeimbangkan kekuatan yang lebih besar. Dalam hal ini, bahu gaya yang lebih kecil harus lebih panjang dari bahu gaya yang lebih besar.

Momen kekuasaan.

Anda sudah mengetahui aturan keseimbangan tuas:

F 1 / F 2 = aku 2 / aku 1 ,

Menggunakan properti proporsi (produk dari suku ekstrimnya sama dengan produk dari suku tengahnya), kami menulisnya dalam bentuk ini:

F 1aku 1 = F 2 aku 2 .

Di sisi kiri persamaan adalah produk dari gaya F 1 di bahunya aku 1, dan di sebelah kanan - produk dari gaya F 2 di bahunya aku 2 .

Produk dari modulus gaya yang memutar tubuh dan lengannya disebut momen kekuatan; itu dilambangkan dengan huruf M. Jadi,

Sebuah tuas berada dalam kesetimbangan di bawah aksi dua gaya jika momen gaya yang memutarnya searah jarum jam sama dengan momen gaya yang memutarnya berlawanan arah jarum jam.

Aturan ini disebut aturan momen , dapat dituliskan sebagai rumus:

M1 = M2

Memang, dalam percobaan yang telah kami pertimbangkan, (§ 56) gaya yang bekerja sama dengan 2 N dan 4 N, bahu mereka, masing-masing, adalah 4 dan 2 tekanan tuas, yaitu, momen gaya-gaya ini sama ketika tuas berada dalam keseimbangan.

Momen gaya, seperti kuantitas fisik lainnya, dapat diukur. Momen gaya 1 N diambil sebagai satuan momen gaya, yang bahunya tepat 1 m.

Satuan ini disebut meteran newton (N m).

Momen gaya mencirikan aksi gaya, dan menunjukkan bahwa itu tergantung secara bersamaan pada modulus gaya dan pada bahunya. Memang, kita sudah tahu, misalnya, bahwa efek gaya pada pintu tergantung pada modulus gaya dan di mana gaya diterapkan. Pintu lebih mudah diputar, semakin jauh dari sumbu rotasi gaya yang bekerja padanya diterapkan. Lebih baik membuka mur dengan kunci pas panjang daripada dengan kunci pendek. Semakin mudah mengangkat ember dari sumur, semakin panjang pegangan pintu gerbang, dll.

Pengungkit dalam teknologi, kehidupan sehari-hari dan alam.

Aturan tuas (atau aturan momen) mendasari tindakan berbagai jenis alat dan perangkat yang digunakan dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari di mana penguatan kekuatan atau di jalan diperlukan.

Kami mendapatkan kekuatan saat bekerja dengan gunting. Gunting - itu tuas(beras), sumbu rotasi yang terjadi melalui sekrup yang menghubungkan kedua bagian gunting. kekuatan akting F 1 adalah kekuatan otot tangan orang yang meremas gunting. Kekuatan lawan F 2 - gaya resistensi dari bahan yang dipotong dengan gunting. Tergantung pada tujuan gunting, perangkat mereka berbeda. Gunting kantor, dirancang untuk memotong kertas, memiliki bilah panjang dan gagang yang hampir sama panjangnya. Tidak memerlukan banyak tenaga untuk memotong kertas, dan lebih mudah untuk memotong dalam garis lurus dengan pisau panjang. Gunting untuk memotong lembaran logam (Gbr.) memiliki pegangan yang lebih panjang daripada bilah, karena gaya hambatan logam besar dan untuk menyeimbangkannya, lengan gaya kerja harus ditingkatkan secara signifikan. Bahkan lebih banyak perbedaan antara panjang pegangan dan jarak bagian pemotongan dan sumbu rotasi di pemotong kawat(Gbr.), Dirancang untuk pemotongan kawat.

Tuas dari berbagai jenis tersedia di banyak mesin. Gagang mesin jahit, pedal sepeda atau rem tangan, pedal mobil dan traktor, tuts piano adalah contoh tuas yang digunakan pada mesin dan peralatan ini.

Contoh penggunaan tuas adalah gagang alat pengungkit dan meja kerja, tuas mesin bor, dll.

Tindakan keseimbangan tuas juga didasarkan pada prinsip tuas (Gbr.). Skala pelatihan yang ditunjukkan pada gambar 48 (hal. 42) bertindak sebagai: tuas berlengan sama . PADA skala desimal lengan yang menopang cangkir dengan beban adalah 10 kali lebih panjang dari lengan yang membawa beban. Ini sangat menyederhanakan penimbangan beban besar. Saat menimbang beban pada skala desimal, kalikan berat beban dengan 10.

Perangkat timbangan untuk menimbang gerbong barang juga didasarkan pada aturan tuas.

Pengungkit juga ditemukan di berbagai bagian tubuh hewan dan manusia. Ini adalah, misalnya, lengan, kaki, rahang. Banyak pengungkit dapat ditemukan di tubuh serangga (setelah membaca buku tentang serangga dan struktur tubuhnya), burung, dalam struktur tumbuhan.

Penerapan hukum keseimbangan tuas pada balok.

Memblokir adalah roda dengan alur, diperkuat di dudukannya. Tali, kabel atau rantai dilewatkan di sepanjang selokan blok.

Blok tetap blok seperti itu disebut, sumbunya tetap, dan ketika mengangkat beban itu tidak naik dan tidak jatuh (Gbr.

Balok tetap dapat dianggap sebagai tuas berlengan sama, di mana lengan gaya sama dengan jari-jari roda (Gbr.): OA = OB = r. Blok seperti itu tidak memberikan keuntungan dalam kekuatan. ( F 1 = F 2), tetapi memungkinkan Anda untuk mengubah arah gaya. Blok bergerak adalah sebuah blok. sumbu yang naik dan turun bersama dengan beban (Gbr.). Gambar menunjukkan tuas yang sesuai: HAI- titik tumpu tuas, OA- kekuatan bahu R dan OV- kekuatan bahu F. Sejak bahu OV 2 kali bahu OA, maka gaya F 2 kali lebih sedikit daya R:

F = P/2 .

Dengan demikian, blok bergerak memberikan keuntungan dalam kekuatan sebesar 2 kali .

Hal ini juga dapat dibuktikan dengan menggunakan konsep momen gaya. Ketika balok dalam keadaan setimbang, momen-momen gaya F dan R adalah setara satu sama lain. Tapi bahu kekuatan F 2 kali kekuatan bahu R, yang berarti bahwa gaya itu sendiri F 2 kali lebih sedikit daya R.

Biasanya, dalam praktiknya, kombinasi balok tetap dengan balok bergerak digunakan (Gbr.). Blok tetap digunakan untuk kenyamanan saja. Itu tidak memberikan keuntungan dalam kekuatan, tetapi mengubah arah gaya. Misalnya, ini memungkinkan Anda mengangkat beban sambil berdiri di tanah. Ini sangat berguna bagi banyak orang atau pekerja. Namun, itu memberikan keuntungan kekuatan 2 kali lebih banyak dari biasanya!

Kesetaraan kerja bila menggunakan mekanisme sederhana. "Aturan emas" mekanika.

Mekanisme sederhana yang telah kami pertimbangkan digunakan dalam kinerja pekerjaan dalam kasus-kasus ketika perlu untuk menyeimbangkan kekuatan lain dengan aksi satu kekuatan.

Secara alami, muncul pertanyaan: memberi keuntungan dalam kekuatan atau jalan, bukankah mekanisme sederhana memberi keuntungan dalam pekerjaan? Jawaban atas pertanyaan ini dapat diperoleh dari pengalaman.

Setelah seimbang pada tuas dua kekuatan modulus yang berbeda F 1 dan F 2 (gbr.), atur tuas agar bergerak. Ternyata untuk saat yang sama, titik penerapan gaya yang lebih kecil F 2 berjalan jauh s 2, dan titik penerapan kekuatan yang lebih besar F 1 - jalur yang lebih kecil s 1. Setelah mengukur jalur dan modul gaya ini, kami menemukan bahwa jalur yang dilalui oleh titik-titik penerapan gaya pada tuas berbanding terbalik dengan gaya:

s 1 / s 2 = F 2 / F 1.

Jadi, dengan bertindak di lengan tuas yang panjang, kita menang dalam kekuatan, tetapi pada saat yang sama kita kehilangan jumlah yang sama di jalan.

Produk kekuatan F dalam perjalanan s ada pekerjaan. Eksperimen kami menunjukkan bahwa pekerjaan yang dilakukan oleh gaya yang diterapkan pada tuas adalah sama satu sama lain:

F 1 s 1 = F 2 s 2, yaitu TETAPI 1 = TETAPI 2.

Jadi, saat menggunakan leverage, kemenangan dalam pekerjaan tidak akan berhasil.

Dengan menggunakan tuas, kita bisa menang baik dalam kekuatan atau jarak. Bertindak dengan paksa pada lengan pendek tuas, kita mendapatkan jarak, tetapi kehilangan kekuatan dengan jumlah yang sama.

Ada legenda bahwa Archimedes, senang dengan penemuan aturan tuas, berseru: "Beri aku titik tumpu, dan aku akan memutar bumi!".

Tentu saja, Archimedes tidak dapat mengatasi tugas seperti itu bahkan jika dia diberi tumpuan (yang harus berada di luar Bumi) dan tuas dengan panjang yang diperlukan.

Untuk menaikkan bumi hanya 1 cm, lengan panjang tuas harus menggambarkan busur yang sangat panjang. Diperlukan jutaan tahun untuk menggerakkan ujung tuas yang panjang di sepanjang jalan ini, misalnya, dengan kecepatan 1 m/s!

Tidak memberikan keuntungan dalam pekerjaan dan blok tetap, yang mudah diverifikasi oleh pengalaman (lihat Gambar.). Jalur yang dilalui oleh titik penerapan gaya F dan F, adalah sama, sama adalah gaya, yang berarti bahwa pekerjaan adalah sama.

Adalah mungkin untuk mengukur dan membandingkan satu sama lain pekerjaan yang dilakukan dengan bantuan balok bergerak. Untuk mengangkat beban ke ketinggian h dengan bantuan balok yang dapat digerakkan, ujung tali tempat dinamometer dipasang, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman (Gbr.), harus dipindahkan ke ketinggian 2 jam.

Dengan demikian, mendapatkan keuntungan dalam kekuatan sebesar 2 kali, mereka kehilangan 2 kali di jalan, oleh karena itu, balok bergerak tidak memberikan keuntungan dalam pekerjaan.

Berabad-abad latihan telah menunjukkan bahwa tidak ada mekanisme yang memberikan keuntungan dalam pekerjaan. Berbagai mekanisme digunakan untuk menang dalam kekuatan atau di jalan, tergantung pada kondisi kerja.

Para ilmuwan kuno sudah mengetahui aturan yang berlaku untuk semua mekanisme: berapa kali kita menang dalam kekuatan, berapa kali kita kalah dalam jarak. Aturan ini disebut "aturan emas" mekanika.

Efisiensi mekanisme.

Mempertimbangkan perangkat dan aksi tuas, kami tidak memperhitungkan gesekan, serta berat tuas. di bawah kondisi ideal ini, pekerjaan yang dilakukan oleh gaya yang diterapkan (kita akan menyebutnya pekerjaan ini menyelesaikan), adalah sama dengan berguna mengangkat beban atau mengatasi hambatan apapun.

Dalam prakteknya, kerja total yang dilakukan oleh mekanisme selalu lebih besar daripada kerja yang berguna.

Bagian dari pekerjaan dilakukan melawan gaya gesekan dalam mekanisme dan dengan menggerakkan bagian-bagian individualnya. Jadi, menggunakan balok bergerak, Anda juga harus melakukan pekerjaan mengangkat balok itu sendiri, tali dan menentukan gaya gesekan pada sumbu balok.

Apapun mekanisme yang kita pilih, pekerjaan bermanfaat yang diselesaikan dengan bantuannya selalu hanya merupakan bagian dari pekerjaan total. Jadi, yang menunjukkan pekerjaan yang bermanfaat dengan huruf Ap, pekerjaan penuh (dibelanjakan) dengan huruf Az, kita dapat menulis:

Ke atas< Аз или Ап / Аз < 1.

Rasio kerja yang berguna untuk kerja total disebut efisiensi mekanisme.

Efisiensi disingkat dengan efisiensi.

Efisiensi = Ap / Az.

Efisiensi biasanya dinyatakan sebagai persentase dan dilambangkan dengan huruf Yunani , dibaca sebagai "ini":

\u003d Ap / Az 100%.

Contoh: Sebuah massa 100 kg digantungkan pada lengan pendek tuas. Untuk mengangkatnya, gaya 250 N diterapkan pada lengan panjang. Beban diangkat ke ketinggian h1 = 0,08 m, sedangkan titik penerapan gaya penggerak turun ke ketinggian h2 = 0,4 m. tuas.

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan :

Keputusan :

\u003d Ap / Az 100%.

Kerja penuh (dihabiskan) Az = Fh2.

Kerja yang berguna = h1

P \u003d 9,8 100 kg 1000 N.

Ap \u003d 1000 N 0,08 \u003d 80 J.

Az \u003d 250 N 0,4 m \u003d 100 J.

= 80 J/100 J 100% = 80%.

Menjawab : = 80%.

Tetapi "aturan emas" terpenuhi dalam kasus ini juga. Bagian dari pekerjaan yang bermanfaat - 20% darinya - dihabiskan untuk mengatasi gesekan pada sumbu tuas dan hambatan udara, serta pada pergerakan tuas itu sendiri.

Efisiensi mekanisme apapun selalu kurang dari 100%. Dengan merancang mekanisme, orang cenderung meningkatkan efisiensinya. Untuk melakukan ini, gesekan pada sumbu mekanisme dan beratnya berkurang.

Energi.

Di pabrik dan pabrik, mesin dan mesin digerakkan oleh motor listrik, yang mengkonsumsi energi listrik (oleh karena itu namanya).

Pegas terkompresi (nasi), meluruskan, bekerja, mengangkat beban ke ketinggian, atau membuat gerobak bergerak. Beban tidak bergerak yang diangkat di atas tanah tidak melakukan kerja, tetapi jika beban ini jatuh, beban tersebut dapat melakukan kerja (misalnya, dapat mendorong tiang ke dalam tanah). Setiap benda yang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan kerja. Jadi, sebuah bola baja A (nasi) menggelinding turun dari bidang miring, menumbuk balok kayu B, memindahkannya sejauh tertentu. Dalam melakukannya, pekerjaan sedang dilakukan. Jika suatu benda atau beberapa benda yang saling berinteraksi (suatu sistem benda) dapat melakukan kerja, dikatakan memiliki energi. Energi - kuantitas fisik yang menunjukkan pekerjaan apa yang dapat dilakukan oleh suatu benda (atau beberapa benda). Energi dinyatakan dalam sistem SI dalam satuan yang sama dengan kerja, yaitu dalam joule. Semakin banyak pekerjaan yang dapat dilakukan tubuh, semakin banyak energi yang dimilikinya. Ketika pekerjaan dilakukan, energi benda berubah. Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi. Energi potensial dan kinetik. Potensi (dari lat. potensi - kemungkinan) energi disebut energi, yang ditentukan oleh posisi timbal balik dari tubuh yang berinteraksi dan bagian dari tubuh yang sama. Energi potensial, misalnya, memiliki tubuh yang terangkat relatif terhadap permukaan Bumi, karena energi bergantung pada posisi relatifnya dan Bumi. dan ketertarikan timbal balik mereka. Jika kita menganggap energi potensial suatu benda yang terletak di bumi sama dengan nol, maka energi potensial suatu benda yang dinaikkan sampai ketinggian tertentu akan ditentukan oleh kerja yang dilakukan oleh gravitasi ketika benda itu jatuh ke bumi. Menunjukkan energi potensial tubuh E n karena E = A, dan usaha, seperti yang kita ketahui, sama dengan hasil kali gaya dan lintasan, maka A = Fh, di mana F- gravitasi. Jadi, energi potensial En sama dengan: E = Fh, atau E = gmh, di mana g- percepatan gravitasi, m- massa tubuh, h- ketinggian di mana tubuh diangkat. Air di sungai-sungai yang ditampung oleh bendungan memiliki energi potensial yang sangat besar. Jatuh, airnya bekerja, menggerakkan turbin pembangkit listrik yang kuat. Energi potensial palu kopra (Gbr.) digunakan dalam konstruksi untuk melakukan pekerjaan pemancangan tiang pancang. Dengan membuka pintu dengan pegas, pekerjaan dilakukan untuk meregangkan (atau memampatkan) pegas. Karena energi yang diperoleh, pegas, berkontraksi (atau meluruskan), melakukan pekerjaan, menutup pintu. Energi pegas terkompresi dan tidak terpuntir digunakan, misalnya, di jam tangan, berbagai mainan jarum jam, dll. Setiap tubuh cacat elastis memiliki energi potensial. Energi potensial gas terkompresi digunakan dalam pengoperasian mesin panas, di jackhammers, yang banyak digunakan dalam industri pertambangan, dalam pembangunan jalan, penggalian tanah padat, dll. Energi yang dimiliki oleh suatu benda sebagai hasil gerakannya disebut kinetik (dari bahasa Yunani. bioskop - gerakan) energi. Energi kinetik suatu benda dilambangkan dengan huruf E ke. Air yang bergerak, menggerakkan turbin pembangkit listrik tenaga air, mengeluarkan energi kinetiknya dan melakukan kerja. Udara yang bergerak juga memiliki energi kinetik - angin. Energi kinetik bergantung pada apa? Mari kita beralih ke pengalaman (lihat Gambar.). Jika Anda menggelindingkan bola A dari ketinggian yang berbeda, Anda akan melihat bahwa semakin tinggi ketinggian bola menggelinding, semakin besar kecepatannya dan semakin jauh ia memajukan mistar, yaitu, ia melakukan lebih banyak pekerjaan. Ini berarti bahwa energi kinetik suatu benda bergantung pada kecepatannya. Karena kecepatannya, peluru yang terbang memiliki energi kinetik yang besar. Energi kinetik suatu benda juga bergantung pada massanya. Mari kita lakukan percobaan kita lagi, tetapi kita akan menggelindingkan bola lain - massa yang lebih besar - dari bidang miring. Blok B akan bergerak lebih jauh, yaitu, lebih banyak pekerjaan akan dilakukan. Ini berarti energi kinetik bola kedua lebih besar dari yang pertama. Semakin besar massa tubuh dan kecepatan bergeraknya, semakin besar energi kinetiknya. Untuk menentukan energi kinetik suatu benda, rumus digunakan: Ek \u003d mv ^ 2 / 2, di mana m- massa tubuh, v adalah kecepatan tubuh. Energi kinetik benda digunakan dalam teknologi. Air yang tertahan oleh bendungan, seperti yang telah disebutkan, memiliki energi potensial yang besar. Ketika jatuh dari bendungan, air bergerak dan memiliki energi kinetik yang sama besar. Ini menggerakkan turbin yang terhubung ke generator arus listrik. Karena energi kinetik air, energi listrik dihasilkan. Energi air yang bergerak sangat penting dalam perekonomian nasional. Energi ini digunakan oleh pembangkit listrik tenaga air yang kuat. Energi jatuh air merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, tidak seperti energi bahan bakar. Semua benda di alam, relatif terhadap nilai nol bersyarat, memiliki energi potensial atau kinetik, dan terkadang keduanya. Misalnya, pesawat terbang memiliki energi kinetik dan energi potensial relatif terhadap Bumi. Kami berkenalan dengan dua jenis energi mekanik. Jenis energi lain (listrik, internal, dll.) akan dibahas di bagian lain dari kursus fisika. Transformasi satu jenis energi mekanik menjadi energi mekanik lainnya. Fenomena transformasi satu jenis energi mekanik menjadi energi mekanik lainnya sangat mudah untuk diamati pada perangkat yang ditunjukkan pada gambar. Gulung utas di sekitar sumbu, angkat disk perangkat. Disk yang diangkat memiliki beberapa energi potensial. Jika Anda melepaskannya, itu akan berputar dan jatuh. Saat jatuh, energi potensial piringan berkurang, tetapi pada saat yang sama energi kinetiknya meningkat. Pada akhir kejatuhan, piringan memiliki cadangan energi kinetik sedemikian rupa sehingga dapat kembali naik hampir ke ketinggian sebelumnya. (Sebagian dari energi dikeluarkan untuk bekerja melawan gaya gesekan, sehingga piringan tidak mencapai ketinggian aslinya.) Setelah naik, piringan jatuh lagi, dan kemudian naik lagi. Dalam percobaan ini, ketika piringan bergerak ke bawah, energi potensialnya diubah menjadi energi kinetik, dan ketika bergerak ke atas, energi kinetik diubah menjadi potensial. Transformasi energi dari satu jenis ke jenis lain juga terjadi ketika dua benda elastis dipukul, misalnya, bola karet di lantai atau bola baja di pelat baja. Jika Anda mengangkat bola baja (nasi) di atas pelat baja dan melepaskannya dari tangan Anda, bola itu akan jatuh. Saat bola jatuh, energi potensialnya berkurang, dan energi kinetiknya meningkat, seiring dengan peningkatan kecepatan bola. Ketika bola mengenai pelat, bola dan pelat akan dikompresi. Energi kinetik yang dimiliki bola akan berubah menjadi energi potensial pelat tekan dan bola tekan. Kemudian, karena aksi gaya elastis, pelat dan bola akan mengambil bentuk aslinya. Bola akan memantul dari pelat, dan energi potensialnya akan kembali berubah menjadi energi kinetik bola: bola akan memantul ke atas dengan kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan pada saat tumbukan pada pelat. Saat bola naik, kecepatan bola, dan karenanya energi kinetiknya, berkurang, dan energi potensialnya meningkat. memantul dari piring, bola naik ke ketinggian yang hampir sama dengan saat ia mulai jatuh. Di puncak pendakian, semua energi kinetiknya akan kembali berubah menjadi energi potensial. Fenomena alam biasanya disertai dengan transformasi satu jenis energi menjadi energi lain. Energi juga dapat ditransfer dari satu tubuh ke tubuh lainnya. Jadi, misalnya, ketika menembak dari busur, energi potensial dari tali busur yang diregangkan diubah menjadi energi kinetik dari panah terbang.

"Pekerjaan" - Contoh pekerjaan mekanis. Tugas. Beban belum berpindah, jarak yang ditempuh adalah 0. Siapa yang menempuh jarak terjauh. Sebuah karung kentang diseret sejauh 2m. James Prescott Joule. Usaha apa yang harus dilakukan untuk meletakkan dumbbell di atas meja. Rumus untuk menghitung usaha. Energi dalam gas tidak bergantung pada volume yang ditempatinya.

"Energi dan usaha" - Energi potensial. Gas bubuk hanya bekerja pada jarak 1m. Contoh aksi energi kinetik Bentuk energi. Contoh aksi energi potensial. Dari sebuah meriam yang diletakkan vertikal sepanjang 1 m, sebuah bola meriam 1 kg terbang keluar. Contoh aksi energi panas. Cara membuat kilogrammeter bekerja.

"Fisika" Daya, energi, usaha "" - Usaha. Usaha sama dengan hasil kali skalar. Pria itu menggerakkan kereta luncur. Jumlah energi kinetik dan energi potensial. Usaha, daya, energi. Orang tersebut dalam kondisi fisik yang baik. Konsep kekuasaan. Kecepatan gerak setelah tumbukan inelastis. Elektronovolt. Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif. Energi kinetik.

"Pekerjaan mekanik seorang fisikawan" - Satuan kerjanya adalah joule (J). Arti kata "bekerja". Pekerjaan mekanis. Konsep usaha dalam fisika. 1 MJ \u003d 1.000.000J. Gerakan inersia. Satuan usaha adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1N pada jarak 1m. 1 kJ = 1000J. Unit kerja. Kerja mekanis berbanding lurus dengan gaya yang diterapkan dan jarak yang ditempuh.

"Tugas untuk pekerjaan dan kekuatan" - Kondisi. Ketika dihubungkan secara seri, arusnya sama. Efisiensi ketel 80%. Koneksi paralel. Rumus usaha dan daya arus listrik. Boiler dengan efisiensi 80% terbuat dari kawat nichrome. Dinyatakan panjang kawat dari rumus. Resistor mana yang menghasilkan panas paling banyak?

Karakteristik energi gerak diperkenalkan atas dasar konsep kerja mekanik atau kerja gaya.

Definisi 1

Pekerjaan A yang dilakukan oleh gaya konstan F → adalah besaran fisis yang sama dengan produk modul gaya dan perpindahan, dikalikan dengan kosinus sudut α terletak di antara vektor gaya F → dan perpindahan s → .

Definisi ini dibahas pada Gambar 1 . delapan belas. satu .

Rumus kerja ditulis sebagai,

A = F s cos .

Usaha adalah besaran skalar. Hal ini memungkinkan untuk menjadi positif pada (0 ° ≤< 90 °) , отрицательной при (90 ° < α ≤ 180 °) . Когда задается прямой угол α , тогда совершаемая сила равняется нулю. Единицы измерения работы по системе СИ - джоули (Д ж) .

Joule sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya 1 N untuk bergerak sejauh 1 m searah gaya.

Gambar 1 . delapan belas. satu . Gaya kerja F → : A = F s cos = F s s

Ketika memproyeksikan F s → gaya F → ke arah gerakan s → gaya tidak tetap, dan perhitungan kerja untuk perpindahan kecil s i diringkas dan diproduksi sesuai dengan rumus:

A = ∆ A i = F s i s i .

Jumlah kerja ini dihitung dari limit (Δ s i → 0), setelah itu masuk ke integral.

Gambar grafik karya ditentukan dari luas gambar lengkung yang terletak di bawah grafik F s (x) pada Gambar 1. delapan belas. 2.

Gambar 1 . delapan belas. 2. Definisi grafis dari usaha A i = F s i s i .

Contoh gaya yang bergantung pada koordinat adalah gaya elastis pegas, yang mematuhi hukum Hooke. Untuk meregangkan pegas, perlu menerapkan gaya F → , yang modulusnya sebanding dengan perpanjangan pegas. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 1. delapan belas. 3 .

Gambar 1 . delapan belas. 3 . Musim semi yang membentang. Arah gaya luar F → bertepatan dengan arah perpindahan s → . F s = k x , di mana k adalah kekakuan pegas.

F → y p p = - F →

Ketergantungan modul gaya luar pada koordinat x dapat digambarkan pada grafik menggunakan garis lurus.

Gambar 1 . delapan belas. 4 . Ketergantungan modul gaya eksternal pada koordinat ketika pegas diregangkan.

Dari gambar di atas, adalah mungkin untuk mencari kerja pada gaya luar ujung bebas kanan pegas, menggunakan luas segitiga. Rumusnya akan berbentuk

Rumus ini berlaku untuk menyatakan kerja yang dilakukan oleh gaya luar ketika pegas ditekan. Kedua kasus menunjukkan bahwa gaya elastis F → y p p sama dengan kerja gaya eksternal F → , tetapi dengan tanda yang berlawanan.

Definisi 2

Jika beberapa gaya bekerja pada benda, maka rumus untuk usaha total akan terlihat seperti jumlah dari semua usaha yang dilakukan pada benda tersebut. Ketika benda bergerak maju, titik-titik penerapan gaya bergerak dengan cara yang sama, yaitu kerja total semua gaya akan sama dengan kerja resultan gaya yang diterapkan.

Gambar 1 . delapan belas. 5 . model kerja mekanik.

Penentuan kekuatan

Definisi 3

Kekuatan adalah usaha yang dilakukan oleh gaya per satuan waktu.

Catatan besaran fisis daya, dilambangkan dengan N, berbentuk perbandingan kerja A dengan selang waktu t dari kerja yang dilakukan, yaitu:

Definisi 4

Sistem SI menggunakan watt (Wt) sebagai satuan daya, yang sama dengan daya gaya yang melakukan kerja 1 J dalam 1 s.

Jika Anda melihat kesalahan dalam teks, harap sorot dan tekan Ctrl+Enter