როგორ განისაზღვრება ძალის მოქმედება? მექანიკური მუშაობა

თუ სხეულზე ძალა მოქმედებს, მაშინ ეს ძალა მოქმედებს ამ სხეულის გადასაადგილებლად. სანამ მატერიალური წერტილის მრუდი მოძრაობაში სამუშაოს განმარტებას მივცემთ, განიხილეთ სპეციალური შემთხვევები:

ამ შემთხვევაში, მექანიკური მუშაობა უდრის:

= F s cos=
,

ან A=Fcos× s = F × ს ,

სადაც - პროექტირება ძალა მოძრაობა. Ამ შემთხვევაში = კონსტ, და ნაწარმოების გეომეტრიული მნიშვნელობა არის კოორდინატებში აგებული ოთხკუთხედის ფართობი , , .

ავაშენოთ მოძრაობის მიმართულებაზე ძალის პროექციის გრაფიკი გადაადგილების ფუნქციად ს. ჩვენ წარმოვადგენთ მთლიან გადაადგილებას, როგორც n მცირე გადაადგილების ჯამს
. პატარასთვის მე - გადაადგილება
სამუშაო არის

ან დაჩრდილული ტრაპეციის ფართობი ფიგურაში.

სრული მექანიკური სამუშაო წერტილიდან გადასაადგილებლად 1 ზუსტად 2 ტოლი იქნება:


.

ინტეგრალის ქვეშ არსებული მნიშვნელობა წარმოადგენს ელემენტარულ სამუშაოს უსასრულოდ მცირე გადაადგილებაზე
:

- ძირითადი სამუშაო.

ჩვენ ვარღვევთ მატერიალური წერტილის მოძრაობის ტრაექტორიას უსასრულოდ მცირე გადაადგილებად და ძალის მუშაობა მატერიალური წერტილის წერტილიდან გადაადგილებით 1 ზუსტად 2 განისაზღვრება, როგორც მრუდი ინტეგრალი:

მუშაობა მრუდი მოძრაობით.

მაგალითი 1: სიმძიმის მუშაობა
მატერიალური წერტილის მრუდი მოძრაობის დროს.


.

Უფრო როგორც მუდმივი მნიშვნელობა შეიძლება ამოღებულ იქნას ინტეგრალური ნიშნიდან და ინტეგრალი ფიგურის მიხედვით წარმოადგენს სრულ გადაადგილებას . .

თუ წერტილის სიმაღლეს აღვნიშნავთ 1 დედამიწის ზედაპირიდან გავლით და წერტილის სიმაღლე 2 მეშვეობით , მაშინ

ჩვენ ვხედავთ, რომ ამ შემთხვევაში სამუშაო განისაზღვრება მატერიალური წერტილის პოზიციით დროის საწყის და ბოლო მომენტებში და არ არის დამოკიდებული ტრაექტორიის ან ბილიკის ფორმაზე. დახურულ გზაზე გრავიტაციის მიერ შესრულებული სამუშაო ნულის ტოლია:
.

ძალებს, რომელთა მუშაობა დახურულ გზაზე არის ნული, ეწოდებაკონსერვატიული .

მაგალითი 2 : ხახუნის ძალის მუშაობა.

ეს არის არაკონსერვატიული ძალის მაგალითი. ამის საჩვენებლად საკმარისია გავითვალისწინოთ ხახუნის ძალის ელემენტარული მუშაობა:

,

იმათ. ხახუნის ძალის მუშაობა ყოველთვის უარყოფითია და არ შეიძლება იყოს ნულის ტოლი ჩაკეტილ გზაზე. დროის ერთეულზე შესრულებულ სამუშაოს ეწოდება ძალა. თუ დროულად
სამუშაო შესრულებულია
, მაშინ ძალა არის

მექანიკური ძალა.

აღება
როგორც

,

ჩვენ ვიღებთ გამოთქმას ძალაუფლებისთვის:

.

SI მუშაობის ერთეული არის ჯოული:
= 1 J = 1 N 1 მ, ხოლო სიმძლავრის ერთეული არის ვატი: 1 W = 1 J / s.

მექანიკური ენერგია.

ენერგია არის ყველა სახის მატერიის ურთიერთქმედების მოძრაობის ზოგადი რაოდენობრივი საზომი. ენერგია არ ქრება და არ წარმოიქმნება არაფრისგან: ის მხოლოდ ერთი ფორმიდან მეორეში გადადის. ენერგიის კონცეფცია აერთიანებს ბუნების ყველა ფენომენს. მატერიის მოძრაობის სხვადასხვა ფორმის შესაბამისად განიხილება ენერგიის სხვადასხვა სახეობა - მექანიკური, შიდა, ელექტრომაგნიტური, ბირთვული და ა.შ.

ენერგიისა და მუშაობის ცნებები მჭიდრო კავშირშია ერთმანეთთან. ცნობილია, რომ სამუშაოები ენერგეტიკული რეზერვის ხარჯზე ხდება და პირიქით, სამუშაოს შესრულებით, ნებისმიერ მოწყობილობაში შესაძლებელია ენერგიის რეზერვის გაზრდა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სამუშაო არის ენერგიის ცვლილების რაოდენობრივი საზომი:

.

ენერგია ისევე როგორც მუშაობა SI-ში იზომება ჯოულებში: [ ]=1 ჯ.

მექანიკური ენერგია ორგვარია - კინეტიკური და პოტენციური.

Კინეტიკური ენერგია (ან მოძრაობის ენერგია) განისაზღვრება განხილული სხეულების მასებითა და სიჩქარით. განვიხილოთ მატერიალური წერტილი, რომელიც მოძრაობს ძალის მოქმედებით . ამ ძალის მოქმედება ზრდის მატერიალური წერტილის კინეტიკურ ენერგიას
. მოდით გამოვთვალოთ ამ შემთხვევაში კინეტიკური ენერგიის მცირე ზრდა (დიფერენციალი):

გაანგარიშებისას
ნიუტონის მეორე კანონის გამოყენებით
, ისევე, როგორც
- მატერიალური წერტილის სიჩქარის მოდული. მერე
შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

-

- მოძრავი მატერიალური წერტილის კინეტიკური ენერგია.

ამ გამოთქმის გამრავლება და გაყოფა
და იმის გათვალისწინებით, რომ
, ვიღებთ

-

- ურთიერთობა მოძრავი მატერიალური წერტილის იმპულსსა და კინეტიკურ ენერგიას შორის.

Პოტენციური ენერგია (ან სხეულების პოზიციის ენერგია) განისაზღვრება სხეულზე კონსერვატიული ძალების მოქმედებით და დამოკიდებულია მხოლოდ სხეულის პოზიციაზე. .

ჩვენ ვნახეთ, რომ გრავიტაციის მუშაობა
მატერიალური წერტილის მრუდი მოძრაობით
შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც სხვაობა ფუნქციის მნიშვნელობებს შორის
აღებული წერტილში 1 და წერტილში 2 :

.

გამოდის, რომ როცა ძალები კონსერვატიულები არიან, ამ ძალების მუშაობა გზაშია 1
2 შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

.

ფუნქცია , რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ სხეულის პოზიციაზე - პოტენციური ენერგია ეწოდება.

შემდეგ ელემენტარული სამუშაოსთვის ვიღებთ

სამუშაო უდრის პოტენციური ენერგიის დაკარგვას.

წინააღმდეგ შემთხვევაში, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სამუშაოები შესრულებულია პოტენციური ენერგიის რეზერვის გამო.

ღირებულება ნაწილაკების კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის ჯამის ტოლია, სხეულის მთლიანი მექანიკური ენერგია:

სხეულის მთლიანი მექანიკური ენერგია.

დასასრულს, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ნიუტონის მეორე კანონის გამოყენებით
, კინეტიკური ენერგიის დიფერენციალი
შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც:

.

პოტენციური ენერგიის დიფერენციალი
როგორც ზემოთ აღინიშნა, უდრის:

.

ამრიგად, თუ ძალა არის კონსერვატიული ძალა და არ არსებობს სხვა გარე ძალები, მაშინ , ე.ი. ამ შემთხვევაში, სხეულის მთლიანი მექანიკური ენერგია შენარჩუნებულია.

იცით რა არის სამუშაო? Ეჭვგარეშე. რა არის სამუშაო, ყველამ იცის, იმ პირობით, რომ იგი დაიბადა და ცხოვრობს დედამიწაზე. რა არის მექანიკური მუშაობა?

ეს კონცეფცია ასევე ცნობილია პლანეტის ადამიანების უმეტესობისთვის, თუმცა ზოგიერთ ინდივიდს საკმაოდ ბუნდოვანი წარმოდგენა აქვს ამ პროცესის შესახებ. მაგრამ ახლა მათზე არ არის საუბარი. კიდევ უფრო ნაკლებ ადამიანს აქვს წარმოდგენა რა მექანიკური მუშაობა ფიზიკის თვალსაზრისით.ფიზიკაში მექანიკური მუშაობა არ არის ადამიანის სამუშაო საკვების გამო, ეს არის ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც შეიძლება სრულიად არ იყოს დაკავშირებული არც პიროვნებასთან და არც სხვა ცოცხალ არსებასთან. Როგორ თუ? ახლა მოდით გავარკვიოთ.

მექანიკური მუშაობა ფიზიკაში

მოვიყვანოთ ორი მაგალითი. პირველ მაგალითში მდინარის წყლები, უფსკრულს ეჯახება, ხმაურიანად ეცემა ჩანჩქერის სახით. მეორე მაგალითი არის მამაკაცი, რომელსაც მძიმე საგანი უჭირავს გაშლილი ხელებით, მაგალითად, იცავს გატეხილი სახურავის აგარაკზე ვერანდაზე, რომ არ ჩამოვარდეს, მაშინ როცა მისი ცოლი და შვილები გაბრაზებული ეძებენ რაიმეს მის დასამაგრებლად. როდის კეთდება მექანიკური სამუშაოები?

მექანიკური სამუშაოს განმარტება

თითქმის ყველა უყოყმანოდ უპასუხებს: მეორეში. და ისინი შეცდებიან. საქმე პირიქითაა. ფიზიკაში აღწერილია მექანიკური მუშაობა შემდეგი განმარტებები:მექანიკური მუშაობა კეთდება, როდესაც სხეულზე ძალა მოქმედებს და ის მოძრაობს. მექანიკური სამუშაო პირდაპირპროპორციულია გამოყენებული ძალისა და გავლილი მანძილის მიმართ.

მექანიკური მუშაობის ფორმულა

მექანიკური მუშაობა განისაზღვრება ფორმულით:

სადაც A არის სამუშაო,
F - ძალა,
s - გავლილი მანძილი.

ასე რომ, დაღლილი სახურავის მფლობელის მთელი გმირობის მიუხედავად, მის მიერ შესრულებული სამუშაო ნულის ტოლია, მაგრამ წყალი, რომელიც გრავიტაციის გავლენის ქვეშ ვარდება მაღალი კლდიდან, აკეთებს ყველაზე მექანიკურ სამუშაოს. ანუ მძიმე კაბინეტს წარუმატებლად რომ გავუძროთ, მაშინ ფიზიკის თვალსაზრისით შესრულებული სამუშაო ნულის ტოლი იქნება, მიუხედავად იმისა, რომ ძალიან დიდ ძალას ვიყენებთ. მაგრამ თუ კაბინეტს გადავიტანთ გარკვეულ მანძილზე, მაშინ ჩვენ შევასრულებთ სამუშაოს, რომელიც ტოლია გამოყენებული ძალის ნამრავლის მანძილით, რომელსაც სხეული გადავიტანთ.

სამუშაო ერთეულია 1 ჯ. ეს არის 1 ნიუტონის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო სხეულის 1 მ მანძილზე გადასაადგილებლად. თუ გამოყენებული ძალის მიმართულება ემთხვევა სხეულის მოძრაობის მიმართულებას, მაშინ ეს ძალა ემთხვევა. პოზიტიური მუშაობა. ამის მაგალითია, როცა სხეულს ვაყენებთ და ის მოძრაობს. ხოლო იმ შემთხვევაში, როდესაც ძალა გამოიყენება სხეულის მოძრაობის საწინააღმდეგო მიმართულებით, მაგალითად, ხახუნის ძალა, მაშინ ეს ძალა უარყოფითად მოქმედებს. თუ გამოყენებული ძალა არანაირად არ მოქმედებს სხეულის მოძრაობაზე, მაშინ ამ სამუშაოს შედეგად წარმოქმნილი ძალა ნულის ტოლია.

მოძრაობის ენერგეტიკული მახასიათებლების დასახასიათებლად შემოღებულ იქნა მექანიკური მუშაობის ცნება. და სწორედ მას ეძღვნება სტატია მის სხვადასხვა გამოვლინებებში. თემის გაგება ადვილიც არის და საკმაოდ რთულიც. ავტორი გულწრფელად ცდილობდა უფრო გასაგებად და გასაგებად გაეკეთებინა ის და მხოლოდ იმის იმედია, რომ მიზანი მიღწეულია.

რა არის მექანიკური მუშაობა?

Ამას რას ეძახიან? თუ რაიმე ძალა მოქმედებს სხეულზე და ამ ძალის მოქმედების შედეგად სხეული მოძრაობს, მაშინ ამას მექანიკური მუშაობა ეწოდება. როდესაც მეცნიერული ფილოსოფიის თვალსაზრისით მივუდგებით, აქ შეიძლება გამოიყოს რამდენიმე დამატებითი ასპექტი, მაგრამ სტატია განიხილავს თემას ფიზიკის თვალსაზრისით. მექანიკური მუშაობა არ არის რთული, თუ კარგად დაფიქრდებით აქ დაწერილ სიტყვებზე. მაგრამ სიტყვა "მექანიკური" ჩვეულებრივ არ იწერება და ყველაფერი მცირდება სიტყვა "მუშაობამდე". მაგრამ ყველა სამუშაო არ არის მექანიკური. აქ კაცი ზის და ფიქრობს. მუშაობს? გონებრივად დიახ! მაგრამ ეს მექანიკური სამუშაოა? არა. რა მოხდება, თუ ადამიანი დადის? თუ სხეული მოძრაობს ძალის გავლენის ქვეშ, მაშინ ეს არის მექანიკური მუშაობა. ყველაფერი მარტივია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სხეულზე მოქმედი ძალა ასრულებს (მექანიკურ) მუშაობას. და კიდევ ერთი რამ: ეს არის სამუშაო, რომელსაც შეუძლია დაახასიათოს გარკვეული ძალის მოქმედების შედეგი. ასე რომ, თუ ადამიანი დადის, მაშინ გარკვეული ძალები (ხახუნი, გრავიტაცია და ა.შ.) ასრულებენ ადამიანზე მექანიკურ მუშაობას და მათი მოქმედების შედეგად ადამიანი ცვლის ადგილს, ანუ მოძრაობს.

მუშაობა, როგორც ფიზიკური რაოდენობა, უდრის სხეულზე მოქმედ ძალას, გამრავლებული იმ გზაზე, რომელიც სხეულმა გაიარა ამ ძალის გავლენით და მის მიერ მითითებულ მიმართულებაზე. შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მექანიკური მუშაობა კეთდებოდა, თუ ერთდროულად 2 პირობა დაკმაყოფილდებოდა: ძალა მოქმედებდა სხეულზე და ის მოძრაობდა მისი მოქმედების მიმართულებით. მაგრამ ეს არ შესრულდა ან არ შესრულდა, თუ ძალა მოქმედებდა და სხეულმა არ შეცვალა მდებარეობა კოორდინატულ სისტემაში. აქ არის მცირე მაგალითები, სადაც მექანიკური მუშაობა არ კეთდება:

  1. ასე რომ, ადამიანს შეუძლია დაეცეს უზარმაზარ ლოდზე მისი გადასაადგილებლად, მაგრამ არ არის საკმარისი ძალა. ძალა მოქმედებს ქვაზე, მაგრამ ის არ მოძრაობს და მუშაობა არ ხდება.
  2. სხეული მოძრაობს კოორდინატთა სისტემაში და ძალა ნულის ტოლია ან ყველა კომპენსირებულია. ეს შეიძლება შეინიშნოს ინერციული მოძრაობის დროს.
  3. როდესაც მიმართულება, რომლითაც სხეული მოძრაობს, ძალის პერპენდიკულარულია. როდესაც მატარებელი მოძრაობს ჰორიზონტალურ ხაზზე, მიზიდულობის ძალა თავის საქმეს არ ასრულებს.

გარკვეული პირობებიდან გამომდინარე, მექანიკური მუშაობა შეიძლება იყოს უარყოფითი და დადებითი. ასე რომ, თუ მიმართულებები და ძალები და სხეულის მოძრაობები ერთნაირია, მაშინ დადებითი მუშაობა ხდება. პოზიტიური მუშაობის მაგალითია გრავიტაციის გავლენა წყლის ვარდნაზე. მაგრამ თუ მოძრაობის ძალა და მიმართულება საპირისპიროა, მაშინ ხდება უარყოფითი მექანიკური მუშაობა. ასეთი ვარიანტის მაგალითია ამაღლებული ბუშტი და გრავიტაცია, რომელიც უარყოფითად მოქმედებს. როდესაც სხეული ექვემდებარება რამდენიმე ძალის გავლენას, ასეთ სამუშაოს ეწოდება "შედეგობრივი ძალის მუშაობა".

პრაქტიკული გამოყენების მახასიათებლები (კინეტიკური ენერგია)

თეორიიდან პრაქტიკულ ნაწილზე გადავდივართ. ცალკე უნდა ვისაუბროთ მექანიკურ სამუშაოზე და მის გამოყენებაზე ფიზიკაში. როგორც ბევრს ახსოვდა, სხეულის მთელი ენერგია იყოფა კინეტიკურ და პოტენციურად. როდესაც ობიექტი წონასწორობაშია და არსად არ მოძრაობს, მისი პოტენციური ენერგია უდრის მთლიან ენერგიას, ხოლო კინეტიკური ენერგია ნულის ტოლია. როდესაც მოძრაობა იწყება, პოტენციური ენერგია იწყებს კლებას, კინეტიკური ენერგიის ზრდას, მაგრამ მთლიანობაში ისინი უდრის ობიექტის მთლიან ენერგიას. მატერიალური წერტილისთვის კინეტიკური ენერგია განისაზღვრება, როგორც ძალის მუშაობა, რომელმაც დააჩქარა წერტილი ნულიდან H მნიშვნელობამდე, ხოლო ფორმულის სახით, სხეულის კინეტიკა არის ½ * M * H, სადაც M არის მასა. მრავალი ნაწილაკისგან შემდგარი ობიექტის კინეტიკური ენერგიის გასარკვევად, თქვენ უნდა იპოვოთ ნაწილაკების მთელი კინეტიკური ენერგიის ჯამი და ეს იქნება სხეულის კინეტიკური ენერგია.

პრაქტიკული გამოყენების მახასიათებლები (პოტენციური ენერგია)

იმ შემთხვევაში, როდესაც სხეულზე მოქმედი ყველა ძალა კონსერვატიულია, ხოლო პოტენციური ენერგია მთლიანის ტოლია, მაშინ სამუშაო არ კეთდება. ეს პოსტულატი ცნობილია როგორც მექანიკური ენერგიის შენარჩუნების კანონი. დახურულ სისტემაში მექანიკური ენერგია მუდმივია დროის ინტერვალში. კონსერვაციის კანონი ფართოდ გამოიყენება კლასიკური მექანიკის პრობლემების გადასაჭრელად.

პრაქტიკული გამოყენების მახასიათებლები (თერმოდინამიკა)

თერმოდინამიკაში, გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო გაფართოების დროს გამოითვლება წნევის ინტეგრალით გამრავლებული მოცულობაზე. ეს მიდგომა გამოიყენება არა მხოლოდ იმ შემთხვევებში, როდესაც არსებობს მოცულობის ზუსტი ფუნქცია, არამედ ყველა პროცესისთვის, რომელიც შეიძლება იყოს ნაჩვენები წნევის/მოცულობის სიბრტყეში. მექანიკური მუშაობის ცოდნა ასევე გამოიყენება არა მხოლოდ გაზებზე, არამედ ყველაფერზე, რომელსაც შეუძლია ზეწოლა მოახდინოს.

პრაქტიკაში გამოყენების თავისებურებები (თეორიული მექანიკა)

თეორიულ მექანიკაში, ზემოთ აღწერილი ყველა თვისება და ფორმულა უფრო დეტალურად არის განხილული, კერძოდ, ეს არის პროგნოზები. იგი ასევე აძლევს საკუთარ განმარტებას მექანიკური მუშაობის სხვადასხვა ფორმულებისთვის (რიმერის ინტეგრალის განმარტების მაგალითი): ზღვარს, რომლისკენაც მიდის ელემენტარული სამუშაოს ყველა ძალის ჯამი, როდესაც დანაყოფის სისუფთავე ნულისკენ მიისწრაფვის, ეწოდება ძალის მუშაობა მრუდის გასწვრივ. ალბათ რთულია? მაგრამ არაფერი, თეორიული მექანიკით ყველაფერი. დიახ, და დასრულდა ყველა მექანიკური სამუშაო, ფიზიკა და სხვა სირთულეები. შემდგომში იქნება მხოლოდ მაგალითები და დასკვნა.

მექანიკური სამუშაო ერთეულები

SI იყენებს ჯოულებს სამუშაოს გასაზომად, ხოლო GHS იყენებს ერგებს:

  1. 1 J = 1 კგ მ²/წმ² = 1 ნმ
  2. 1 ერგი = 1 გ სმ²/ს² = 1 დინე სმ
  3. 1 ერგ = 10 −7 ჯ

მექანიკური მუშაობის მაგალითები

იმისათვის, რომ საბოლოოდ გაიგოთ ისეთი კონცეფცია, როგორიცაა მექანიკური მუშაობა, თქვენ უნდა შეისწავლოთ რამდენიმე ცალკეული მაგალითი, რომელიც საშუალებას მოგცემთ განიხილოთ იგი მრავალი, მაგრამ არა ყველა მხრიდან:

  1. როდესაც ადამიანი ქვას ხელებით ასწევს, მაშინ ხდება მექანიკური მუშაობა ხელების კუნთოვანი სიძლიერის დახმარებით;
  2. როდესაც მატარებელი ლიანდაგზე მოძრაობს, მას აზიდავს ტრაქტორის წევის ძალა (ელექტროლოკომოტივი, დიზელის ლოკომოტივი და სხვ.);
  3. თუ აიღებთ იარაღს და ისვრით მისგან, მაშინ იმ წნევის ძალის წყალობით, რომელსაც ფხვნილის გაზები შექმნიან, სამუშაო შესრულდება: ტყვია გადაადგილდება თოფის ლულის გასწვრივ იმავდროულად, როდესაც თავად ტყვიის სიჩქარე იზრდება. ;
  4. ასევე არსებობს მექანიკური მუშაობა, როდესაც ხახუნის ძალა მოქმედებს სხეულზე, რაც აიძულებს შეამციროს მისი მოძრაობის სიჩქარე;
  5. ზემოთ მოყვანილი მაგალითი ბურთებთან დაკავშირებით, როდესაც ისინი აწევენ საპირისპირო მიმართულებით მიზიდულობის მიმართულებასთან მიმართებაში, ასევე არის მექანიკური მუშაობის მაგალითი, მაგრამ გრავიტაციის გარდა, არქიმედეს ძალა ასევე მოქმედებს, როდესაც ყველაფერი ჰაერზე მსუბუქია.

რა არის ძალა?

ბოლოს მინდა შევეხო ძალაუფლების თემას. ძალის მიერ დროის ერთ ერთეულში შესრულებულ სამუშაოს სიმძლავრე ეწოდება. სინამდვილეში, სიმძლავრე არის ისეთი ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც არის სამუშაოს თანაფარდობის ასახვა დროის გარკვეულ პერიოდთან, რომლის დროსაც ეს სამუშაო შესრულდა: M = P / B, სადაც M არის ძალა, P არის სამუშაო, B არის დრო. სიმძლავრის SI ერთეული არის 1 ვატი. ვატი უდრის სიმძლავრეს, რომელიც ასრულებს ერთი ჯოულის მუშაობას ერთ წამში: 1 W = 1J \ 1s.

თითქმის ყველა უყოყმანოდ უპასუხებს: მეორეში. და ისინი შეცდებიან. საქმე პირიქითაა. ფიზიკაში აღწერილია მექანიკური მუშაობა შემდეგი განმარტებები:მექანიკური მუშაობა კეთდება, როდესაც სხეულზე ძალა მოქმედებს და ის მოძრაობს. მექანიკური სამუშაო პირდაპირპროპორციულია გამოყენებული ძალისა და გავლილი მანძილის მიმართ.

მექანიკური მუშაობის ფორმულა

მექანიკური მუშაობა განისაზღვრება ფორმულით:

სადაც A არის სამუშაო, F არის ძალა, s არის გავლილი მანძილი.

პოტენციალი(პოტენციური ფუნქცია), ცნება, რომელიც ახასიათებს ფიზიკური ძალის ველების ფართო კლასს (ელექტრული, გრავიტაციული და ა.შ.) და ზოგადად, ვექტორებით წარმოდგენილი ფიზიკური სიდიდეების ველებს (სითხის სიჩქარის ველი და სხვ.). ზოგადად, ვექტორული ველის პოტენციალი a( x,,) არის ასეთი სკალარული ფუნქცია u(x,,) რომ ა=გრადი

35. გამტარები ელექტრულ ველში. ელექტრო სიმძლავრე.დირიჟორები ელექტრულ ველში.გამტარები არის ნივთიერებები, რომლებიც ხასიათდება მათში დიდი რაოდენობით თავისუფალი მუხტის მატარებლების არსებობით, რომლებსაც შეუძლიათ გადაადგილება ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ. გამტარებლები მოიცავს ლითონებს, ელექტროლიტებს, ნახშირს. მეტალებში, თავისუფალი მუხტების მატარებლები არიან ატომების გარე გარსების ელექტრონები, რომლებიც, როდესაც ატომები ურთიერთობენ, მთლიანად კარგავენ კავშირს "თავიანთ" ატომებთან და ხდება მთლიანი გამტარის საკუთრება. თავისუფალი ელექტრონები მონაწილეობენ თერმულ მოძრაობაში გაზის მოლეკულების მსგავსად და შეუძლიათ ლითონში გადაადგილება ნებისმიერი მიმართულებით. ელექტრო სიმძლავრე- გამტარის მახასიათებელი, ელექტრული მუხტის დაგროვების უნარის საზომი. ელექტრული სქემების თეორიაში ტევადობა არის ორ გამტარს შორის ურთიერთ ტევადობა; ელექტრული წრედის ტევადობის ელემენტის პარამეტრი, წარმოდგენილი ორტერმინალური ქსელის სახით. ასეთი ტევადობა განისაზღვრება, როგორც ელექტრული მუხტის სიდიდის თანაფარდობა ამ გამტარებს შორის პოტენციურ განსხვავებასთან.

36. ბრტყელი კონდენსატორის ტევადობა.

ბრტყელი კონდენსატორის ტევადობა.

რომ. ბრტყელი კონდენსატორის ტევადობა დამოკიდებულია მხოლოდ მის ზომაზე, ფორმაზე და დიელექტრიკულ მუდმივზე. მაღალი სიმძლავრის კონდენსატორის შესაქმნელად აუცილებელია ფირფიტების ფართობის გაზრდა და დიელექტრიკული ფენის სისქის შემცირება.

37. დენების მაგნიტური ურთიერთქმედება ვაკუუმში. ამპერის კანონი.ამპერის კანონი. 1820 წელს ამპერმა (ფრანგმა მეცნიერმა (1775-1836)) ექსპერიმენტულად დაადგინა კანონი, რომლითაც შეიძლება გამოთვლა. ძალა, რომელიც მოქმედებს სიგრძის გამტარ ელემენტზე დენით.

სადაც არის მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი, არის დირიჟორის სიგრძის ელემენტის ვექტორი, რომელიც დახატულია დენის მიმართულებით.

ძალის მოდული, სადაც არის კუთხე დირიჟორში დენის მიმართულებასა და მაგნიტური ველის მიმართულებას შორის. ერთგვაროვან ველში დენის მქონე სწორი გამტარისთვის

მოქმედი ძალის მიმართულება შეიძლება განისაზღვროს გამოყენებით მარცხენა ხელის წესები:

თუ მარცხენა ხელის ხელი ისეა განლაგებული, რომ მაგნიტური ველის ნორმალური (დენის) კომპონენტი შედის ხელისგულში და ოთხი გაშლილი თითი მიმართულია დენის გასწვრივ, მაშინ ცერა თითი მიუთითებს მიმართულებაზე, რომლითაც მოქმედებს ამპერის ძალა. .

38. მაგნიტური ველის სიძლიერე. ბიო-სავარტ-ლაპლასის კანონიმაგნიტური ველის სიძლიერე(სტანდარტული აღნიშვნა ) - ვექტორი ფიზიკური რაოდენობა, ვექტორის სხვაობის ტოლი მაგნიტური ინდუქცია და მაგნიტიზაციის ვექტორი .

AT ერთეულების საერთაშორისო სისტემა (SI): სად - მაგნიტური მუდმივი.

BSL კანონი.კანონი, რომელიც განსაზღვრავს ცალკეული დენის ელემენტის მაგნიტურ ველს

39. ბიო-სავარტ-ლაპლასის კანონის გამოყენება.პირდაპირი დენის ველისთვის

წრიული მარყუჟისთვის.

და სოლენოიდისთვის

40. მაგნიტური ველის ინდუქციამაგნიტურ ველს ახასიათებს ვექტორული სიდიდე, რომელსაც ეწოდება მაგნიტური ველის ინდუქცია (ვექტორული რაოდენობა, რომელიც არის მაგნიტური ველის დამახასიათებელი ძალა სივრცის მოცემულ წერტილში). MI. (B) ეს არ არის ძალა, რომელიც მოქმედებს დირიჟორებზე, ეს არის რაოდენობა, რომელიც ნაპოვნია მოცემული ძალის მეშვეობით შემდეგი ფორმულის მიხედვით: B \u003d F / (I * l) (სიტყვიერად: MI ვექტორული მოდული. (B) უდრის F ძალის მოდულის თანაფარდობას, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს დენის მატარებელ გამტარზე, რომელიც მდებარეობს მაგნიტური ხაზების პერპენდიკულარულად, დირიჟორში I დენის სიძლიერესა და გამტარის l სიგრძეზე.მაგნიტური ინდუქცია დამოკიდებულია მხოლოდ მაგნიტურ ველზე. ამ მხრივ ინდუქცია შეიძლება ჩაითვალოს მაგნიტური ველის რაოდენობრივ მახასიათებლად. იგი განსაზღვრავს რა ძალით (ლორენცის ძალა) მოქმედებს მაგნიტური ველი სიჩქარით მოძრავ მუხტზე. MI იზომება ტესლაში (1 ტ). ამ შემთხვევაში, 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI-ს აქვს მიმართულება. გრაფიკულად, მისი დახატვა შესაძლებელია ხაზების სახით. ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში MI-ები პარალელურია და MI ვექტორი ყველა წერტილში ერთნაირად იქნება მიმართული. არაერთგვაროვანი მაგნიტური ველის შემთხვევაში, მაგალითად, დირიჟორის გარშემო ველის დენით, მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი შეიცვლება გამტარის გარშემო სივრცის თითოეულ წერტილში და ამ ვექტორის ტანგენტები შექმნის კონცენტრირებულ წრეებს დირიჟორის გარშემო.

41. ნაწილაკების მოძრაობა მაგნიტურ ველში. ლორენცის ძალა.ა) - თუ ნაწილაკი დაფრინავს ერთიანი მაგნიტური ველის რეგიონში და ვექტორი V არის პერპენდიკულარული ვექტორის B-ზე, მაშინ ის მოძრაობს R=mV/qB რადიუსის წრის გასწვრივ, ვინაიდან ლორენცის ძალა Fl=mV^2. /R თამაშობს ცენტრიდანული ძალის როლს. ბრუნვის პერიოდი არის T=2piR/V=2pim/qB და ეს არ არის დამოკიდებული ნაწილაკების სიჩქარეზე (ეს მართალია მხოლოდ V-სთვის<<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.

L.-ის ძალა განისაზღვრება მიმართებით: Fl = q V B sina (q არის მოძრავი მუხტის მნიშვნელობა; V არის მისი სიჩქარის მოდული; B არის მაგნიტური ველის ინდუქციის ვექტორის მოდული; ალფა არის კუთხე შორის ვექტორი V და ვექტორი ბ) ლორენცის ძალა სიჩქარის პერპენდიკულარულია და ამიტომ ის არ მუშაობს, არ ცვლის მუხტის სიჩქარის მოდულს და მის კინეტიკურ ენერგიას. მაგრამ სიჩქარის მიმართულება მუდმივად იცვლება. ლორენცის ძალა პერპენდიკულარულია B და v ვექტორებზე და მისი მიმართულება განისაზღვრება მარცხენა ხელის იმავე წესით, როგორც ამპერის ძალის მიმართულება: თუ მარცხენა ხელი ისეა განლაგებული, რომ მაგნიტური ინდუქციის კომპონენტი B, პერპენდიკულარული იყოს. დამუხტვის სიჩქარე, შედის ხელისგულში და ოთხი თითი მიმართულია დადებითი მუხტის მოძრაობის გასწვრივ (უარყოფითი მუხტის მოძრაობის საწინააღმდეგოდ), შემდეგ ცერი 90 გრადუსით მოხრილი აჩვენებს ლორენცის ძალის მიმართულებას, რომელიც მოქმედებს მუხტზე F l.

Რას ნიშნავს?

ფიზიკაში „მექანიკური მუშაობა“ არის რაიმე ძალის (სიმძიმის, დრეკადობის, ხახუნის და ა.შ.) მოქმედება სხეულზე, რის შედეგადაც სხეული მოძრაობს.

ხშირად სიტყვა "მექანიკური" უბრალოდ არ იწერება.
ზოგჯერ შეგიძლიათ იპოვოთ გამოთქმა "სხეულმა შეასრულა სამუშაო", რაც ძირითადად ნიშნავს "სხეულზე მოქმედმა ძალამ შეასრულა სამუშაო".

მგონი - ვმუშაობ.

მივდივარ - მეც ვმუშაობ.

სად არის აქ მექანიკური მუშაობა?

თუ სხეული მოძრაობს ძალის მოქმედებით, მაშინ კეთდება მექანიკური მუშაობა.

ამბობენ, რომ სხეული მუშაობს.
უფრო სწორედ ასე იქნება: სამუშაოს სხეულზე მოქმედი ძალა ასრულებს.

სამუშაო ახასიათებს ძალის მოქმედების შედეგს.

ადამიანზე მოქმედი ძალები ასრულებენ მასზე მექანიკურ მუშაობას და ამ ძალების მოქმედების შედეგად ადამიანი მოძრაობს.

სამუშაო არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია სხეულზე მოქმედი ძალის ნამრავლისა და სხეულის მიერ ამ ძალის მიმართ ძალის მოქმედებით გავლილი გზისა.

A - მექანიკური მუშაობა,
F - ძალა,
S - გავლილი მანძილი.

სამუშაო შესრულებულია, თუ 2 პირობა დაკმაყოფილებულია ერთდროულად: სხეულზე მოქმედებს ძალა და ის
მოძრაობს ძალის მიმართულებით.

სამუშაო არ კეთდება(ანუ 0-ის ტოლი) თუ:
1. ძალა მოქმედებს, მაგრამ სხეული არ მოძრაობს.

მაგალითად: ქვაზე ძალით ვმოქმედებთ, მაგრამ ვერ ვამოძრავებთ.

2. სხეული მოძრაობს და ძალა ნულის ტოლია, ანუ ყველა ძალა კომპენსირებულია (ანუ ამ ძალების შედეგი 0-ის ტოლია).
მაგალითად: ინერციით მოძრაობისას არანაირი სამუშაო არ კეთდება.
3. ძალის მიმართულება და სხეულის მოძრაობის მიმართულება ერთმანეთის პერპენდიკულურია.

მაგალითად: როდესაც მატარებელი მოძრაობს ჰორიზონტალურად, გრავიტაცია არ მუშაობს.

სამუშაო შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი.

1. თუ ძალის მიმართულება და სხეულის მოძრაობის მიმართულება ერთნაირია, კეთდება დადებითი მუშაობა.

მაგალითად: გრავიტაცია, რომელიც მოქმედებს წყლის წვეთზე დაცემაზე, დადებითად მოქმედებს.

2. თუ ძალის მიმართულება და სხეულის მოძრაობა საპირისპიროა, კეთდება უარყოფითი მუშაობა.

მაგალითად: ამომავალ ბუშტზე მოქმედი სიმძიმის ძალა უარყოფითად მოქმედებს.

თუ სხეულზე მოქმედებს რამდენიმე ძალა, მაშინ ყველა ძალის მთლიანი შრომა უდრის მიღებული ძალის მუშაობას.

სამუშაო ერთეულები

ინგლისელი მეცნიერის დ.ჯოულის პატივსაცემად სამუშაო ერთეულს ეწოდა 1 ჯოული.

ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI):
[A] = J = N მ
1J = 1N 1მ

მექანიკური სამუშაო უდრის 1 J-ს, თუ 1 N ძალის გავლენით სხეული მოძრაობს 1 მ-ით ამ ძალის მიმართულებით.


ადამიანის ცერა თითიდან ინდექსზე ფრენისას
კოღო მუშაობს - 0,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ჯ.

ადამიანის გული ასრულებს დაახლოებით 1 ჯ სამუშაოს ერთ შეკუმშვაში, რაც შეესაბამება შესრულებულ სამუშაოს 10 კგ ტვირთის 1 სმ სიმაღლეზე აწევისას.

მუშაობა, მეგობრებო!