Înainte de a dezvălui subiectul „Cum se măsoară munca”, este necesar să faceți o mică digresiune. Totul în această lume respectă legile fizicii. Fiecare proces sau fenomen poate fi explicat pe baza anumitor legi ale fizicii. Pentru fiecare cantitate măsurabilă, există o unitate în care se obișnuiește să o măsoare. Unitățile de măsură sunt fixe și au aceeași semnificație în întreaga lume.

Jpg?.jpg 600w

Sistemul de unități internaționale

Motivul pentru aceasta este următorul. În 1960, la a unsprezecea conferință generală de greutăți și măsuri, a fost adoptat un sistem de măsurători, care este recunoscut în întreaga lume. Acest sistem a fost numit Le Système International d'Unités, SI (SI System International). Acest sistem a devenit baza pentru definițiile unităților de măsură acceptate în întreaga lume și raportul acestora.

Termeni fizici și terminologie

În fizică, unitatea de măsurare a muncii unei forțe se numește J (Joule), în onoarea fizicianului englez James Joule, care a adus o mare contribuție la dezvoltarea secțiunii de termodinamică în fizică. Un joule este egal cu munca efectuată de o forță de un N (Newton) atunci când aplicarea sa se mișcă cu un M (metru) în direcția forței. Un N (Newton) este egal cu o forță cu o masă de un kg (kilogram) la o accelerație de un m/s2 (metru pe secundă) în direcția forței.

Jpg?.jpg 600w

Formula pentru găsirea unui loc de muncă

Notă.În fizică, totul este interconectat, efectuarea oricărei lucrări este asociată cu efectuarea de acțiuni suplimentare. Un exemplu este un ventilator de uz casnic. Când ventilatorul este pornit, palele ventilatorului încep să se rotească. Lamele rotative acționează asupra fluxului de aer, oferindu-i o mișcare direcțională. Acesta este rezultatul muncii. Dar pentru a efectua munca este necesară influența altor forțe externe, fără de care efectuarea acțiunii este imposibilă. Acestea includ puterea curentului electric, puterea, tensiunea și multe alte valori interdependente.

Curentul electric, în esența sa, este mișcarea ordonată a electronilor într-un conductor pe unitatea de timp. Curentul electric se bazează pe particule încărcate pozitiv sau negativ. Se numesc sarcini electrice. Notat cu literele C, q, Kl (Pendant), numit după omul de știință și inventatorul francez Charles Coulomb. În sistemul SI, este o unitate de măsură pentru numărul de electroni încărcați. 1 C este egal cu volumul particulelor încărcate care curg prin secțiunea transversală a conductorului pe unitatea de timp. Unitatea de timp este o secundă. Formula pentru sarcina electrică este prezentată mai jos în figură.

Jpg?.jpg 600w

Formula pentru găsirea sarcinii electrice

Puterea curentului electric este notată cu litera A (amperi). Un amper este o unitate în fizică care caracterizează măsurarea muncii unei forțe care este cheltuită pentru a deplasa sarcini de-a lungul unui conductor. În centrul său, un curent electric este o mișcare ordonată a electronilor într-un conductor sub influența unui câmp electromagnetic. Prin conductor se înțelege un material sau sare topită (electrolitul) care are o rezistență redusă la trecerea electronilor. Două mărimi fizice afectează puterea unui curent electric: tensiunea și rezistența. Ele vor fi discutate mai jos. Curentul este întotdeauna direct proporțional cu tensiunea și invers proporțional cu rezistența.

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

Formula pentru găsirea puterii curente

După cum am menționat mai sus, curentul electric este mișcarea ordonată a electronilor într-un conductor. Dar există o avertizare: pentru mișcarea lor, este nevoie de un anumit impact. Acest efect este creat prin crearea unei diferențe de potențial. Sarcina electrică poate fi pozitivă sau negativă. Sarcinile pozitive tind întotdeauna la sarcini negative. Acest lucru este necesar pentru echilibrul sistemului. Diferența dintre numărul de particule încărcate pozitiv și negativ se numește tensiune electrică.

Gif?.gif 600w

Formula pentru găsirea tensiunii

Puterea este cantitatea de energie cheltuită pentru a lucra cu un J (joule) într-o perioadă de timp de o secundă. Unitatea de măsură în fizică este notată cu W (Watt), în sistemul SI W (Watt). Deoarece se consideră puterea electrică, aici este valoarea energiei electrice cheltuite pentru a efectua o anumită acțiune într-o perioadă de timp.

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

Formula pentru găsirea energiei electrice

În concluzie, trebuie remarcat că unitatea de măsură a muncii este o mărime scalară, are o relație cu toate secțiunile fizicii și poate fi luată în considerare nu numai din partea electrodinamicii sau a ingineriei termice, ci și a altor secțiuni. Articolul are în vedere pe scurt valoarea care caracterizează unitatea de măsură a muncii de forță.

Video

Lucrul mecanic este o energie caracteristică mișcării corpurilor fizice, care are o formă scalară. Este egal cu modulul forței care acționează asupra corpului, înmulțit cu modulul de deplasare cauzat de această forță și cosinusul unghiului dintre ele.

Formula 1 - Lucru mecanic.

F - Forța care acționează asupra corpului.

s - mișcarea corpului.

cosa - Cosinusul unghiului dintre forță și deplasare.

Această formulă are o formă generală. Dacă unghiul dintre forța aplicată și deplasare este zero, atunci cosinusul este 1. În consecință, lucrul va fi doar egal cu produsul dintre forță și deplasare. Mai simplu spus, dacă corpul se mișcă în direcția de aplicare a forței, atunci lucrul mecanic este egal cu produsul dintre forță și deplasare.

Al doilea caz special este atunci când unghiul dintre forța care acționează asupra corpului și deplasarea acestuia este de 90 de grade. În acest caz, cosinusul de 90 de grade este egal cu zero, respectiv, lucrul va fi egal cu zero. Și într-adevăr, ceea ce se întâmplă este că aplicăm forță într-o direcție, iar corpul se mișcă perpendicular pe ea. Adică corpul, evident, nu se mișcă sub influența forței noastre. Astfel, munca forței noastre de a mișca corpul este zero.

Figura 1 - Lucrul forțelor la deplasarea corpului.

Dacă asupra corpului acționează mai mult de o forță, atunci se calculează forța totală care acționează asupra corpului. Și apoi este înlocuit în formulă ca singură forță. Un corp sub acțiunea unei forțe se poate mișca nu numai în linie dreaptă, ci și pe o traiectorie arbitrară. În acest caz, munca este calculată pentru o mică secțiune de mișcare, care poate fi considerată dreptă și apoi însumată de-a lungul întregului traseu.

Munca poate fi atât pozitivă, cât și negativă. Adică, dacă deplasarea și forța coincid în direcție, atunci munca este pozitivă. Și dacă forța este aplicată într-o direcție, iar corpul se mișcă în cealaltă, atunci munca va fi negativă. Un exemplu de lucru negativ este munca forței de frecare. Deoarece forța de frecare este îndreptată împotriva mișcării. Imaginați-vă un corp care se mișcă de-a lungul unui plan. O forță aplicată unui corp îl împinge într-o anumită direcție. Această forță face o activitate pozitivă pentru a mișca corpul. Dar, în același timp, forța de frecare face un lucru negativ. Încetinește mișcarea corpului și este îndreptată spre mișcarea acestuia.

Figura 2 - Forța de mișcare și frecare.

Munca în mecanică se măsoară în Jouli. Un joule este munca efectuată de o forță de un Newton atunci când un corp se mișcă cu un metru. Pe lângă direcția de mișcare a corpului, se poate modifica și mărimea forței aplicate. De exemplu, atunci când un arc este comprimat, forța aplicată acestuia va crește proporțional cu distanța parcursă. În acest caz, munca este calculată prin formula.

Formula 2 - Lucrul de comprimare a unui arc.

k este rigiditatea arcului.

x - coordona de mișcare.

Sunteți deja familiarizat cu munca mecanică (munca de forță) de la cursul de fizică școlar de bază. Amintiți-vă definiția lucrului mecanic dat acolo pentru următoarele cazuri.

Dacă forța este îndreptată în aceeași direcție cu deplasarea corpului, atunci munca efectuată de forță

În acest caz, munca efectuată de forță este pozitivă.

Dacă forța este îndreptată opus mișcării corpului, atunci munca efectuată de forță este

În acest caz, munca efectuată de forță este negativă.

Dacă forța f_vec este direcționată perpendicular pe deplasarea s_vec a corpului, atunci munca forței este zero:

Munca este o mărime scalară. Unitatea de lucru se numește joule (notat: J) în onoarea savantului englez James Joule, care a jucat un rol important în descoperirea legii conservării energiei. Din formula (1) rezultă:

1 J = 1 N * m.

1. O bară cu o greutate de 0,5 kg a fost deplasată de-a lungul mesei cu 2 m, aplicând acesteia o forță elastică egală cu 4 N (Fig. 28.1). Coeficientul de frecare dintre bară și masă este 0,2. Care este munca efectuată pe bară:
a) gravitația m?
b) forte de reactie normale ?
c) forta elastica?
d) forţele de frecare de alunecare tr?

Lucrul total al mai multor forțe care acționează asupra unui corp poate fi găsit în două moduri:
1. Găsiți munca fiecărei forțe și adăugați aceste lucrări, ținând cont de semne.
2. Aflați rezultanta tuturor forțelor aplicate corpului și calculați lucrul rezultantei.

Ambele metode duc la același rezultat. Pentru a verifica acest lucru, reveniți la sarcina anterioară și răspundeți la întrebările din sarcina 2.

2. Ce este egal cu:
a) suma muncii tuturor forţelor care acţionează asupra blocului?
b) rezultanta tuturor forţelor care acţionează asupra barei?
c) lucrul rezultantei? În cazul general (când forța f_vec este îndreptată la un unghi arbitrar față de deplasarea s_vec), definiția muncii forței este următoarea.

Lucrul A al unei forțe constante este egal cu produsul dintre modulul forței F înmulțit cu modulul deplasării s și cosinusul unghiului α dintre direcția forței și direcția deplasării:

A = Fs cos α (4)

3. Arătaţi că definiţia generală a muncii conduce la concluziile prezentate în diagrama următoare. Formulează-le verbal și notează-le în caiet.

4. Se aplică barei de pe masă o forță, al cărei modul este de 10 N. Care este unghiul dintre această forță și mișcarea barei, dacă atunci când bara se mișcă cu 60 cm pe masă, această forță face lucru: a) 3 J; b) –3 J; c) –3 J; d) -6 J? Realizați desene explicative.

2. Lucrarea gravitației

Fie ca un corp de masă m să se miște vertical de la înălțimea inițială h n la înălțimea finală h k.

Dacă corpul se mișcă în jos (h n > h k, Fig. 28.2, a), direcția de mișcare coincide cu direcția gravitației, deci munca gravitației este pozitivă. Dacă corpul se mișcă în sus (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.

În ambele cazuri, munca făcută de gravitație

A \u003d mg (h n - h k). (5)

Să găsim acum munca făcută de gravitație atunci când ne mișcăm într-un unghi față de verticală.

5. Un bloc mic de masă m a alunecat de-a lungul unui plan înclinat de lungime s și înălțime h (Fig. 28.3). Planul înclinat formează un unghi α cu verticala.

a) Care este unghiul dintre direcția gravitației și direcția de mișcare a barei? Faceți un desen explicativ.
b) Exprimați munca gravitației în termeni de m, g, s, α.
c) Exprimați s în termeni de h și α.
d) Exprimați munca gravitației în termeni de m, g, h.
e) Care este munca gravitației atunci când bara se mișcă în sus de-a lungul întregului plan?

După ce ați finalizat această sarcină, v-ați asigurat că munca gravitației este exprimată prin formula (5) chiar și atunci când corpul se mișcă la un unghi față de verticală - atât în ​​sus, cât și în jos.

Dar atunci formula (5) pentru munca gravitației este valabilă atunci când corpul se mișcă de-a lungul oricărei traiectorii, deoarece orice traiectorie (Fig. 28.4, a) poate fi reprezentată ca un set de mici „plane înclinate” (Fig. 28.4, b) .

Prin urmare,
munca gravitației în timpul mișcării dar orice traiectorie este exprimată prin formula

A t \u003d mg (h n - h k),

unde h n - înălțimea inițială a corpului, h la - înălțimea sa finală.
Munca gravitației nu depinde de forma traiectoriei.

De exemplu, munca gravitației atunci când se deplasează un corp din punctul A în punctul B (Fig. 28.5) de-a lungul traiectoriei 1, 2 sau 3 este aceeași. De aici, în special, rezultă că munca gravitației atunci când se deplasează pe o traiectorie închisă (când corpul revine la punctul de plecare) este egală cu zero.

6. O minge de masă m, atârnată de un fir de lungime l, este deviată cu 90º, menținând firul întins și eliberată fără a fi împins.
a) Care este munca gravitaţiei în timpul în care mingea se deplasează în poziţia de echilibru (Fig. 28.6)?
b) Care este lucrul forței elastice a firului în același timp?
c) Care este munca forțelor rezultante aplicate mingii în același timp?

3. Lucrul forței elasticității

Când arcul revine la starea sa nedeformată, forța elastică efectuează întotdeauna un lucru pozitiv: direcția sa coincide cu direcția de mișcare (Fig. 28.7).

Aflați lucrul forței elastice.
Modulul acestei forțe este legat de modulul de deformare x prin relația (vezi § 15)

Lucrarea unei astfel de forțe poate fi găsită grafic.

Rețineți mai întâi că munca unei forțe constante este numeric egală cu aria dreptunghiului de sub graficul forței în funcție de deplasare (Fig. 28.8).

Figura 28.9 prezintă o diagramă a lui F(x) pentru forța elastică. Să împărțim mental întreaga deplasare a corpului în intervale atât de mici încât forța asupra fiecăruia dintre ele poate fi considerată constantă.

Apoi, munca pe fiecare dintre aceste intervale este numeric egală cu aria figurii de sub secțiunea corespunzătoare a graficului. Toată munca este egală cu suma lucrărilor din aceste zone.

În consecință, în acest caz, munca este, de asemenea, egală numeric cu aria figurii sub graficul de dependență F(x).

7. Folosind Figura 28.10, demonstrați că

munca forței elastice când arcul revine în starea nedeformată este exprimată prin formula

A = (kx 2)/2. (7)

8. Folosind graficul din figura 28.11, demonstrați că atunci când deformația arcului se schimbă de la x n la x k, munca forței elastice se exprimă prin formula

Din formula (8) vedem că munca forței elastice depinde numai de deformarea inițială și finală a arcului, Prin urmare, dacă corpul este mai întâi deformat și apoi revine la starea inițială, atunci lucrul elasticului. forta este zero. Amintiți-vă că munca gravitațională are aceeași proprietate.

9. În momentul inițial, tensiunea arcului cu o rigiditate de 400 N / m este de 3 cm. Arcul este întins încă 2 cm.
a) Care este deformarea finală a arcului?
b) Care este munca efectuată de forța elastică a arcului?

10. În momentul inițial, un arc cu o rigiditate de 200 N/m este întins cu 2 cm, iar în momentul final este comprimat cu 1 cm.Care este lucrul forței elastice a arcului?

4. Lucrul forței de frecare

Lăsați corpul să alunece pe un suport fix. Forța de frecare de alunecare care acționează asupra corpului este întotdeauna îndreptată opus mișcării și, prin urmare, munca forței de frecare de alunecare este negativă pentru orice direcție de mișcare (Fig. 28.12).

Prin urmare, dacă bara este deplasată la dreapta și cu un cuier la aceeași distanță la stânga, atunci, deși revine la poziția inițială, munca totală a forței de frecare de alunecare nu va fi egală cu zero. Aceasta este cea mai importantă diferență între munca forței de frecare de alunecare și munca forței de gravitație și forța de elasticitate. Amintiți-vă că munca acestor forțe atunci când se deplasează corpul de-a lungul unei traiectorii închise este egală cu zero.

11. O bară cu o masă de 1 kg a fost deplasată de-a lungul mesei, astfel încât traiectoria ei sa dovedit a fi un pătrat cu latura de 50 cm.
a) Blocul a revenit la punctul de plecare?
b) Care este munca totală a forței de frecare care acționează asupra barei? Coeficientul de frecare dintre bară și masă este 0,3.

5. Putere

Adesea, nu numai munca depusă este importantă, ci și viteza de lucru. Se caracterizează prin putere.

Puterea P este raportul dintre munca efectuată A și intervalul de timp t în care se efectuează această muncă:

(Uneori puterea în mecanică este notată cu litera N, iar în electrodinamică cu litera P. Găsim că este mai convenabil să folosim aceeași denumire a puterii.)

Unitatea de putere este watul (notat: W), numit după inventatorul englez James Watt. Din formula (9) rezultă că

1 W = 1 J/s.

12. Ce putere dezvoltă o persoană ridicând uniform o găleată cu apă care cântărește 10 kg la o înălțime de 1 m timp de 2 s?

Este adesea convenabil să exprimați puterea nu în termeni de muncă și timp, ci în termeni de forță și viteză.

Luați în considerare cazul când forța este direcționată de-a lungul deplasării. Atunci lucrul forței A = Fs. Înlocuind această expresie în formula (9) pentru putere, obținem:

P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (zece)

13. O mașină circulă pe un drum orizontal cu o viteză de 72 km/h. În același timp, motorul său dezvoltă o putere de 20 kW. Care este forța de rezistență la mișcarea mașinii?

Cheie. Când o mașină se deplasează pe un drum orizontal cu o viteză constantă, forța de tracțiune este egală în valoare absolută cu forța de tracțiune a mașinii.

14. Cât timp va dura ridicarea uniformă a unui bloc de beton cu o greutate de 4 tone la o înălțime de 30 m, dacă puterea motorului macaralei este de 20 kW, iar eficiența motorului macaralei este de 75%?

Cheie. Eficiența motorului electric este egală cu raportul dintre munca de ridicare a sarcinii și munca motorului.

Întrebări și sarcini suplimentare

15. O minge cu masa de 200 g este aruncată dintr-un balcon înalt de 10 și la un unghi de 45º față de orizont. După ce a ajuns la o înălțime maximă de 15 m în zbor, mingea a căzut la pământ.
a) Care este munca pe care o face gravitația la ridicarea mingii?
b) Care este munca efectuată de gravitație când mingea este coborâtă?
c) Care este munca efectuată de gravitație pe parcursul întregului zbor al mingii?
d) Există date suplimentare în stare?

16. O minge care cântărește 0,5 kg este suspendată de un arc cu o rigiditate de 250 N/m și se află în echilibru. Bila este ridicată astfel încât arcul să devină nedeformat și eliberat fără o împingere.
a) La ce înălțime a fost ridicată mingea?
b) Care este munca gravitației în timpul în care mingea se deplasează în poziția de echilibru?
c) Care este lucrul forței elastice în timpul în care mingea se deplasează în poziția de echilibru?
d) Care este munca rezultantei tuturor forțelor aplicate mingii în timpul în care mingea se mișcă în poziția de echilibru?

17. O sanie care cântărește 10 kg alunecă pe un munte înzăpezit cu un unghi de înclinare α = 30º fără viteza inițială și parcurge o anumită distanță de-a lungul unei suprafețe orizontale (Fig. 28.13). Coeficientul de frecare dintre sanie și zăpadă este 0,1. Lungimea bazei muntelui l = 15 m.

a) Care este modulul forței de frecare atunci când sania se deplasează pe o suprafață orizontală?
b) Care este lucrul forței de frecare atunci când sania se deplasează de-a lungul unei suprafețe orizontale pe un drum de 20 m?
c) Care este modulul forței de frecare atunci când sania urcă pe munte?
d) Care este munca efectuată de forța de frecare în timpul coborârii saniei?
e) Care este munca pe care o face gravitația în timpul coborârii saniei?
f) Care este munca forțelor rezultante care acționează asupra saniei în timp ce aceasta coboară de pe munte?

18. O mașină care cântărește 1 tonă se deplasează cu o viteză de 50 km/h. Motorul dezvoltă o putere de 10 kW. Consumul de benzină este de 8 litri la 100 km. Densitatea benzinei este de 750 kg/m 3 iar căldura sa specifică de ardere este de 45 MJ/kg. Care este randamentul motorului? Există date suplimentare în stare?
Cheie. Eficiența unui motor termic este egală cu raportul dintre munca efectuată de motor și cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii combustibilului.

Informații teoretice de bază

munca mecanica

Caracteristicile energetice ale mișcării sunt introduse pe baza conceptului muncă mecanică sau muncă de forță. Muncă efectuată de o forță constantă F, este o mărime fizică egală cu produsul modulelor forță și deplasare, înmulțit cu cosinusul unghiului dintre vectorii forței Fși deplasare S:

Munca este o mărime scalară. Poate fi fie pozitiv (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). La α = 90° munca efectuată de forță este zero. În sistemul SI, munca este măsurată în jouli (J). Un joule este egal cu munca efectuată de o forță de 1 newton pentru a se deplasa cu 1 metru în direcția forței.

Dacă forța se schimbă în timp, atunci pentru a găsi munca, ei construiesc un grafic al dependenței forței de deplasare și găsesc aria figurii de sub grafic - aceasta este munca:

Un exemplu de forță al cărei modul depinde de coordonată (deplasare) este forța elastică a unui arc, care respectă legea lui Hooke ( F extr = kx).

Putere

Lucrul efectuat de o forță pe unitatea de timp se numește putere. Putere P(uneori denumit N) este o mărime fizică egală cu raportul de lucru A la intervalul de timp t timp in care s-a finalizat aceasta lucrare:

Această formulă calculează putere medie, adică putere care caracterizează în general procesul. Deci, munca poate fi exprimată și în termeni de putere: A = Pt(cu excepția cazului în care, desigur, puterea și timpul de a face munca sunt cunoscute). Unitatea de putere se numește watt (W) sau 1 joule pe secundă. Dacă mișcarea este uniformă, atunci:

Cu această formulă, putem calcula putere instantanee(putere la un moment dat), dacă în loc de viteză înlocuim valoarea vitezei instantanee în formulă. Cum să știi ce putere să numere? Dacă sarcina cere putere într-un punct în timp sau într-un anumit punct în spațiu, atunci este considerată instantanee. Dacă întrebați despre puterea pe o anumită perioadă de timp sau pe o secțiune a căii, atunci căutați puterea medie.

Eficiență – factor de eficiență, este egal cu raportul dintre munca utilă și cheltuită sau puterea utilă cheltuită:

Ce muncă este utilă și ce este cheltuită este determinată de condiția unei anumite sarcini prin raționament logic. De exemplu, dacă o macara lucrează pentru a ridica o încărcătură la o anumită înălțime, atunci munca de ridicare a încărcăturii va fi utilă (deoarece macaraua a fost creată pentru aceasta), iar munca efectuată de motorul electric al macaralei va fi cheltuită.

Deci, puterea utilă și consumată nu au o definiție strictă și sunt găsite prin raționament logic. În fiecare sarcină, noi înșine trebuie să determinăm care a fost în această sarcină scopul efectuării muncii (muncă utilă sau putere) și care a fost mecanismul sau modalitatea de a face toată munca (putere cheltuită sau muncă).

În cazul general, eficiența arată cât de eficient mecanismul convertește un tip de energie în altul. Dacă puterea se modifică în timp, atunci munca se găsește ca aria figurii de sub graficul puterii în funcție de timp:

Energie kinetică

Se numește o mărime fizică egală cu jumătate din produsul masei corpului și pătratul vitezei acestuia energia cinetică a corpului (energia mișcării):

Adică, dacă o mașină cu o masă de 2000 kg se mișcă cu o viteză de 10 m/s, atunci are o energie cinetică egală cu E k \u003d 100 kJ și este capabil să facă o muncă de 100 kJ. Această energie poate fi transformată în căldură (atunci când mașina frânează, anvelopele roților, șoseaua și discurile de frână se încălzesc) sau poate fi cheltuită pentru deformarea mașinii și a caroseriei cu care mașina s-a ciocnit (într-un accident). Când se calculează energia cinetică, nu contează unde se mișcă mașina, deoarece energia, ca și munca, este o mărime scalară.

Un corp are energie dacă poate lucra. De exemplu, un corp în mișcare are energie cinetică, adică energia mișcării și este capabil să lucreze pentru a deforma corpurile sau pentru a oferi accelerație corpurilor cu care are loc o coliziune.

Semnificația fizică a energiei cinetice: pentru ca un corp în repaus cu masă m a început să se miște cu o viteză v este necesar să se facă un lucru egal cu valoarea obținută a energiei cinetice. Dacă masa corporală m deplasându-se cu o viteză v, apoi pentru a o opri, este necesar să faceți un lucru egal cu energia sa cinetică inițială. În timpul frânării, energia cinetică este în principal (cu excepția cazurilor de coliziune, când energia este folosită pentru deformare) „înlăturată” de forța de frecare.

Teorema energiei cinetice: munca forței rezultante este egală cu modificarea energiei cinetice a corpului:

Teorema energiei cinetice este valabilă și în cazul general când corpul se mișcă sub acțiunea unei forțe în schimbare, a cărei direcție nu coincide cu direcția mișcării. Este convenabil să se aplice această teoremă în problemele de accelerare și decelerare a unui corp.

Energie potențială

Alături de energia cinetică sau energia mișcării în fizică, un rol important îl joacă conceptul energia potenţială sau energia de interacţiune a corpurilor.

Energia potențială este determinată de poziția reciprocă a corpurilor (de exemplu, poziția corpului față de suprafața Pământului). Conceptul de energie potențială poate fi introdus doar pentru forțele a căror activitate nu depinde de traiectoria corpului și este determinată doar de pozițiile inițiale și finale (așa-numitele forțe conservatoare). Munca unor astfel de forțe pe o traiectorie închisă este zero. Această proprietate este deținută de forța gravitațională și forța de elasticitate. Pentru aceste forțe, putem introduce conceptul de energie potențială.

Energia potențială a unui corp în câmpul gravitațional al Pământului calculat prin formula:

Semnificația fizică a energiei potențiale a corpului: energia potențială este egală cu munca efectuată de forța gravitațională la coborârea corpului la nivelul zero ( h este distanța de la centrul de greutate al corpului până la nivelul zero). Dacă un corp are energie potențială, atunci este capabil să lucreze atunci când acest corp cade de la înălțime h până la zero. Lucrarea gravitației este egală cu modificarea energiei potențiale a corpului, luată cu semnul opus:

Adesea, în sarcinile pentru energie, trebuie să găsești de lucru pentru a ridica (întoarce, ieși din groapă) corpul. În toate aceste cazuri, este necesar să se ia în considerare mișcarea nu a corpului în sine, ci doar a centrului său de greutate.

Energia potențială Ep depinde de alegerea nivelului zero, adică de alegerea originii axei OY. În fiecare problemă, nivelul zero este ales din motive de comoditate. Nu energia potențială în sine are sens fizic, ci schimbarea ei atunci când corpul se mută dintr-o poziție în alta. Această modificare nu depinde de alegerea nivelului zero.

Energia potențială a unui arc întins calculat prin formula:

Unde: k- rigiditatea arcului. Un arc întins (sau comprimat) este capabil să pună în mișcare un corp atașat de el, adică să transmită energie cinetică acestui corp. Prin urmare, un astfel de izvor are o rezervă de energie. Întindere sau compresie X trebuie calculată din starea neformată a corpului.

Energia potențială a unui corp deformat elastic este egală cu munca forței elastice în timpul trecerii de la o stare dată la o stare cu deformare zero. Dacă în starea inițială arcul era deja deformat, iar alungirea lui a fost egală cu X 1, apoi la trecerea la o nouă stare cu alungire X 2, forța elastică va face un lucru egal cu modificarea energiei potențiale, luată cu semnul opus (deoarece forța elastică este întotdeauna îndreptată împotriva deformării corpului):

Energia potențială în timpul deformării elastice este energia de interacțiune a părților individuale ale corpului între ele prin forțe elastice.

Lucrul forței de frecare depinde de distanța parcursă (acest tip de forță al cărui lucru depinde de traiectorie și distanța parcursă se numește: forțe disipative). Conceptul de energie potențială pentru forța de frecare nu poate fi introdus.

Eficienţă

Factorul de eficiență (COP)- o caracteristică a eficienței unui sistem (dispozitiv, mașină) în raport cu conversia sau transferul de energie. Este determinată de raportul dintre energia utilă utilizată și cantitatea totală de energie primită de sistem (formula a fost deja dată mai sus).

Eficiența poate fi calculată atât din punct de vedere al muncii, cât și din punct de vedere al puterii. Munca utilă și cheltuită (puterea) este întotdeauna determinată de un raționament logic simplu.

La motoarele electrice, randamentul este raportul dintre munca mecanica efectuata (utila) si energia electrica primita de la sursa. În motoarele termice, raportul dintre lucrul mecanic util și cantitatea de căldură consumată. În transformatoarele electrice, raportul dintre energia electromagnetică primită în înfășurarea secundară și energia consumată de înfășurarea primară.

Datorită generalității sale, conceptul de eficiență face posibilă compararea și evaluarea dintr-un punct de vedere unificat atât de diferite sisteme precum reactoare nucleare, generatoare și motoare electrice, centrale termice, dispozitive semiconductoare, obiecte biologice etc.

Din cauza pierderilor de energie inevitabile datorate frecării, încălzirii corpurilor înconjurătoare etc. Eficiența este întotdeauna mai mică decât unitatea.În consecință, eficiența este exprimată ca o fracțiune din energia cheltuită, adică ca o fracție proprie sau ca procent, și este o cantitate adimensională. Eficiența caracterizează cât de eficient funcționează o mașină sau un mecanism. Eficiența centralelor termice ajunge la 35-40%, motoarele cu ardere internă cu supraalimentare și prerăcire - 40-50%, dinamuri și generatoare de mare putere - 95%, transformatoare - 98%.

Sarcina în care trebuie să găsiți eficiența sau este cunoscută, trebuie să începeți cu un raționament logic - ce muncă este utilă și ce este cheltuită.

Legea conservării energiei mecanice

energie mecanică deplină suma energiei cinetice (adică energia mișcării) și potențialului (adică energia interacțiunii corpurilor prin forțele gravitației și elasticității) se numește:

Dacă energia mecanică nu trece în alte forme, de exemplu, în energie internă (termică), atunci suma energiei cinetice și potențiale rămâne neschimbată. Dacă energia mecanică este convertită în energie termică, atunci modificarea energiei mecanice este egală cu munca forței de frecare sau pierderile de energie, sau cantitatea de căldură eliberată și așa mai departe, cu alte cuvinte, modificarea energiei mecanice totale este egal cu munca forțelor externe:

Suma energiilor cinetice și potențiale ale corpurilor care alcătuiesc un sistem închis (adică unul în care nu acționează forțe externe, iar munca lor este egală cu zero, respectiv) și care interacționează între ele prin forțe gravitaționale și forțe elastice, ramane neschimbat:

Această afirmație exprimă legea conservării energiei (LSE) în procesele mecanice. Este o consecință a legilor lui Newton. Legea conservării energiei mecanice este îndeplinită numai atunci când corpurile dintr-un sistem închis interacționează între ele prin forțe de elasticitate și gravitație. În toate problemele legate de legea conservării energiei vor exista întotdeauna cel puțin două stări ale sistemului de corpuri. Legea spune că energia totală a primei stări va fi egală cu energia totală a celei de-a doua stări.

Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu privire la legea conservării energiei:

1. Găsiți punctele poziției inițiale și finale a corpului.
2. Scrieți ce sau ce energii are corpul în aceste puncte.
3. Echivalează energia inițială și cea finală a corpului.
4. Adăugați alte ecuații necesare din subiectele anterioare de fizică.
5. Rezolvați ecuația rezultată sau sistemul de ecuații folosind metode matematice.

Este important de menționat că legea conservării energiei mecanice a făcut posibilă obținerea unei legături între coordonatele și vitezele corpului în două puncte diferite ale traiectoriei fără a analiza legea mișcării corpului în toate punctele intermediare. Aplicarea legii conservării energiei mecanice poate simplifica foarte mult rezolvarea multor probleme.

În condiții reale, aproape întotdeauna corpurile în mișcare, împreună cu forțele gravitaționale, forțele elastice și alte forțe, sunt afectate de forțele de frecare sau forțele de rezistență ale mediului. Lucrul forței de frecare depinde de lungimea traseului.

Dacă forțele de frecare acționează între corpurile care alcătuiesc un sistem închis, atunci energia mecanică nu este conservată. O parte din energia mecanică este transformată în energie internă a corpurilor (încălzire). Astfel, energia în ansamblu (adică nu numai energia mecanică) este conservată în orice caz.

În orice interacțiune fizică, energia nu apare și nu dispare. Se schimbă doar de la o formă la alta. Acest fapt stabilit experimental exprimă legea fundamentală a naturii - legea conservării și transformării energiei.

Una dintre consecințele legii conservării și transformării energiei este afirmația că este imposibil să se creeze o „mașină cu mișcare perpetuă” (perpetuum mobile) - o mașină care ar putea lucra la nesfârșit fără a consuma energie.

Sarcini de lucru diverse

Dacă trebuie să găsiți lucrări mecanice în problemă, atunci selectați mai întâi metoda pentru a o găsi:

1. Locuri de munca pot fi gasite folosind formula: A = FS cos α . Găsiți forța care efectuează lucrul și cantitatea de deplasare a corpului sub acțiunea acestei forțe în cadrul de referință selectat. Rețineți că unghiul trebuie ales între vectorii forță și deplasare.
2. Lucrarea unei forțe externe poate fi găsită ca diferență între energia mecanică în situația finală și inițială. Energia mecanică este egală cu suma energiilor cinetice și potențiale ale corpului.
3. Munca efectuată pentru a ridica un corp cu o viteză constantă poate fi găsită prin formula: A = mgh, Unde h- inaltimea la care se ridica centrul de greutate al corpului.
4. Munca poate fi găsită ca produs al puterii și timpului, adică. dupa formula: A = Pt.
5. Munca poate fi găsită ca aria unei figuri sub un grafic al forței față de deplasare sau al puterii față de timp.

Legea conservării energiei și dinamica mișcării de rotație

Sarcinile acestui subiect sunt destul de complexe din punct de vedere matematic, dar cu cunoașterea abordării sunt rezolvate conform unui algoritm complet standard. În toate problemele va trebui să luați în considerare rotația corpului în plan vertical. Soluția se va reduce la următoarea secvență de acțiuni:

1. Este necesar să determinați punctul de interes pentru dvs. (punctul în care este necesar să determinați viteza corpului, forța tensiunii firului, greutatea și așa mai departe).
2. Notează a doua lege a lui Newton în acest punct, având în vedere că corpul se rotește, adică are accelerație centripetă.
3. Notați legea conservării energiei mecanice astfel încât să conțină viteza corpului în acel punct foarte interesant, precum și caracteristicile stării corpului într-o stare despre care se știe ceva.
4. În funcție de condiție, exprimați viteza la pătrat dintr-o ecuație și înlocuiți-o în alta.
5. Efectuați restul operațiilor matematice necesare pentru a obține rezultatul final.

Când rezolvați probleme, rețineți că:

• Condiția pentru trecerea punctului superior în timpul rotației pe filete la o viteză minimă este forța de reacție a suportului N la punctul de sus este 0. Aceeași condiție este îndeplinită la trecerea prin punctul de sus al buclei moarte.
• Când se rotește pe o tijă, condiția pentru trecerea întregului cerc este: viteza minimă în punctul de sus este 0.
• Condiția pentru separarea corpului de suprafața sferei este ca forța de reacție a suportului în punctul de separare să fie nulă.

Coliziuni inelastice

Legea conservării energiei mecanice și legea conservării impulsului fac posibilă găsirea de soluții la problemele mecanice în cazurile în care forțele care acționează sunt necunoscute. Un exemplu de astfel de probleme este interacțiunea de impact a corpurilor.

Impact (sau coliziune) Se obișnuiește să se numească interacțiunea pe termen scurt a corpurilor, în urma căreia vitezele lor suferă modificări semnificative. În timpul ciocnirii corpurilor, între ele acționează forțe de impact pe termen scurt, a căror amploare, de regulă, este necunoscută. Prin urmare, este imposibil să se ia în considerare interacțiunea impactului direct cu ajutorul legilor lui Newton. Aplicarea legilor conservării energiei și a impulsului în multe cazuri face posibilă excluderea procesului de coliziune din considerare și obținerea unei relații între vitezele corpurilor înainte și după ciocnire, ocolind toate valorile intermediare ale acestor mărimi.

Deseori trebuie să ne confruntăm cu impactul interacțiunii corpurilor în viața de zi cu zi, în tehnologie și în fizică (în special în fizica atomului și a particulelor elementare). În mecanică, două modele de interacțiune a impactului sunt adesea folosite - impacturi absolut elastice și absolut inelastice.

Impact absolut inelastic Se numește o astfel de interacțiune șoc, în care corpurile sunt conectate (se lipesc) unele cu altele și merg mai departe ca un singur corp.

Într-un impact perfect inelastic, energia mecanică nu este conservată. Trece parțial sau complet în energia internă a corpurilor (încălzire). Pentru a descrie orice impact, trebuie să scrieți atât legea conservării impulsului, cât și legea conservării energiei mecanice, ținând cont de căldura eliberată (este foarte de dorit să desenați un desen în prealabil).

Impact absolut elastic

Impact absolut elastic se numește ciocnire în care se conservă energia mecanică a unui sistem de corpuri. În multe cazuri, ciocnirile de atomi, molecule și particule elementare respectă legile impactului absolut elastic. Cu un impact absolut elastic, împreună cu legea conservării impulsului, legea conservării energiei mecanice este îndeplinită. Un exemplu simplu de ciocnire perfect elastică este impactul central a două bile de biliard, dintre care una era în repaus înainte de coliziune.

pumn central bile se numește ciocnire, în care vitezele bilelor înainte și după impact sunt direcționate de-a lungul liniei de centre. Astfel, folosind legile de conservare a energiei mecanice și a impulsului, este posibil să se determine vitezele bilelor după ciocnire, dacă sunt cunoscute vitezele lor înainte de ciocnire. Impactul central este foarte rar realizat în practică, mai ales când vine vorba de ciocniri de atomi sau molecule. În coliziunea elastică non-centrală, vitezele particulelor (bilelor) înainte și după ciocnire nu sunt direcționate de-a lungul aceleiași linii drepte.

Un caz special de impact elastic non-central este ciocnirea a două bile de biliard de aceeași masă, dintre care una era staționară înainte de ciocnire, iar viteza celei de-a doua nu era direcționată de-a lungul liniei centrelor bilelor. În acest caz, vectorii viteză ai bilelor după ciocnirea elastică sunt întotdeauna direcționați perpendicular unul pe celălalt.

Legile de conservare. Sarcini dificile

Corpuri multiple

În unele sarcini privind legea conservării energiei, cablurile cu ajutorul cărora anumite obiecte se mișcă pot avea masă (adică să nu fie lipsite de greutate, așa cum s-ar putea să fii deja obișnuit). În acest caz, trebuie luată în considerare și munca de mutare a unor astfel de cabluri (și anume, centrele lor de greutate).

Dacă două corpuri legate printr-o tijă fără greutate se rotesc într-un plan vertical, atunci:

1. alegeți un nivel zero pentru calcularea energiei potențiale, de exemplu, la nivelul axei de rotație sau la nivelul celui mai jos punct în care se află una dintre sarcini și faceți un desen;
2. se scrie legea conservării energiei mecanice, în care în stânga se scrie suma energiilor cinetice și potențiale ale ambelor corpuri în situația inițială, iar suma energiilor cinetice și potențiale ale ambelor corpuri în situația finală. este scris în partea dreaptă;
3. luați în considerare că vitezele unghiulare ale corpurilor sunt aceleași, atunci vitezele liniare ale corpurilor sunt proporționale cu razele de rotație;
4. dacă este necesar, notați a doua lege a lui Newton pentru fiecare dintre corpuri separat.

explozie de proiectil

În cazul unei explozii de proiectil, se eliberează energie explozivă. Pentru a găsi această energie, este necesar să se scadă energia mecanică a proiectilului înainte de explozie din suma energiilor mecanice ale fragmentelor după explozie. De asemenea, vom folosi legea conservării impulsului scrisă sub forma teoremei cosinusului (metoda vectorială) sau sub formă de proiecții pe axele selectate.

Ciocniri cu o placă grea

Se lasa spre o farfurie grea care se misca cu viteza v, o minge ușoară de masă se mișcă m cu viteza u n. Deoarece impulsul mingii este mult mai mic decât impulsul plăcii, viteza plăcii nu se va schimba după impact și va continua să se miște cu aceeași viteză și în aceeași direcție. Ca urmare a impactului elastic, mingea va zbura de pe placă. Aici este important să înțelegeți asta viteza mingii în raport cu placa nu se va modifica. În acest caz, pentru viteza finală a mingii obținem:

Astfel, viteza mingii după impact este mărită de două ori viteza peretelui. Un raționament similar pentru cazul în care mingea și placa se mișcau în aceeași direcție înainte de impact duce la rezultatul că viteza mingii este redusă de două ori viteza peretelui:

În fizică și matematică, printre altele, trebuie îndeplinite trei condiții esențiale:

1. Studiați toate subiectele și finalizați toate testele și sarcinile prezentate în materialele de studiu de pe acest site. Pentru a face acest lucru, nu aveți nevoie de nimic, și anume: să dedicați trei până la patru ore în fiecare zi pregătirii pentru CT la fizică și matematică, studierii teoriei și rezolvării problemelor. Cert este că CT-ul este un examen în care nu este suficient doar să cunoști fizica sau matematică, trebuie și să poți să rezolvi rapid și fără eșecuri un număr mare de probleme pe diverse teme și complexitate variabilă. Acesta din urmă poate fi învățat doar prin rezolvarea a mii de probleme.
2. Învață toate formulele și legile din fizică și formulele și metodele din matematică. De fapt, este și foarte simplu să faci asta, există doar aproximativ 200 de formule necesare în fizică și chiar puțin mai puțin în matematică. La fiecare dintre aceste materii există aproximativ o duzină de metode standard de rezolvare a problemelor de un nivel de bază de complexitate, care pot fi și învățate, și astfel, complet automat și fără dificultate, rezolvă majoritatea transformării digitale la momentul potrivit. După aceea, va trebui să te gândești doar la cele mai dificile sarcini.
3. Participați la toate cele trei etape ale testării repetiții la fizică și matematică. Fiecare RT poate fi vizitat de două ori pentru a rezolva ambele opțiuni. Din nou, pe CT, pe lângă capacitatea de a rezolva rapid și eficient probleme și cunoașterea formulelor și metodelor, este, de asemenea, necesar să fiți capabil să planificați corect timpul, să distribuiți forțele și, cel mai important, să completați corect formularul de răspuns. , fără a confunda nici numărul de răspunsuri și sarcini, nici numele propriu. De asemenea, în timpul RT, este important să te obișnuiești cu stilul de a pune întrebări în sarcini, care poate părea foarte neobișnuit pentru o persoană nepregătită pe DT.

Implementarea cu succes, diligentă și responsabilă a acestor trei puncte vă va permite să arătați un rezultat excelent la CT, maximul de care sunteți capabil.

Ați găsit o eroare?

Dacă, după cum vi se pare, ați găsit o eroare în materialele de instruire, atunci vă rugăm să scrieți despre aceasta prin poștă. Puteți scrie despre eroare și pe rețeaua de socializare (). În scrisoare, indicați subiectul (fizică sau matematică), numele sau numărul temei sau testului, numărul sarcinii sau locul din text (pagină) în care, în opinia dumneavoastră, există o eroare. De asemenea, descrieți care este presupusa eroare. Scrisoarea ta nu va trece neobservată, eroarea fie va fi corectată, fie ți se va explica de ce nu este o greșeală.

Pentru a putea caracteriza caracteristicile energetice ale mișcării, a fost introdus conceptul de lucru mecanic. Și ei în diferitele ei manifestări îi este dedicat articolul. A înțelege subiectul este atât ușor, cât și destul de complex. Autorul a încercat sincer să-l facă mai ușor de înțeles și de înțeles și nu se poate decât spera că scopul a fost atins.

Ce este munca mecanică?

Ceea ce este numit? Dacă o anumită forță lucrează asupra corpului și, ca urmare a acțiunii acestei forțe, corpul se mișcă, atunci aceasta se numește lucru mecanic. Când este abordat din punct de vedere al filosofiei științifice, aici se pot distinge mai multe aspecte suplimentare, dar articolul va acoperi subiectul din punct de vedere al fizicii. Lucrul mecanic nu este dificil dacă te gândești cu atenție la cuvintele scrise aici. Dar cuvântul „mecanic” de obicei nu este scris și totul se reduce la cuvântul „muncă”. Dar nu orice muncă este mecanică. Aici un bărbat stă și gândește. Funcționează? Din punct de vedere mental da! Dar este lucru mecanic? Nu. Ce se întâmplă dacă persoana merge? Dacă corpul se mișcă sub influența unei forțe, atunci acesta este un lucru mecanic. Totul este simplu. Cu alte cuvinte, forța care acționează asupra corpului face un lucru (mecanic). Și încă ceva: este munca care poate caracteriza rezultatul acțiunii unei anumite forțe. Deci, dacă o persoană merge, atunci anumite forțe (frecare, gravitație etc.) efectuează un lucru mecanic asupra unei persoane și, ca urmare a acțiunii sale, o persoană își schimbă punctul de locație, cu alte cuvinte, se mișcă.

Munca ca mărime fizică este egală cu forța care acționează asupra corpului, înmulțită cu drumul pe care corpul a făcut-o sub influența acestei forțe și în direcția indicată de aceasta. Putem spune că munca mecanică s-a făcut dacă s-au îndeplinit simultan 2 condiții: forța a acționat asupra corpului, iar acesta s-a deplasat în direcția acțiunii sale. Dar nu a fost efectuată sau nu este efectuată dacă forța a acționat, iar corpul nu și-a schimbat locația în sistemul de coordonate. Iată mici exemple în care nu se efectuează lucrări mecanice:

1. Deci o persoană poate cădea pe un bolovan uriaș pentru a-l muta, dar nu există suficientă forță. Forța acționează asupra pietrei, dar nu se mișcă, iar munca nu are loc.
2. Corpul se mișcă în sistemul de coordonate, iar forța este egală cu zero sau toate sunt compensate. Acest lucru poate fi observat în timpul mișcării inerțiale.
3. Când direcția în care se mișcă corpul este perpendiculară pe forță. Când trenul se deplasează de-a lungul unei linii orizontale, forța gravitației nu își face treaba.

În funcție de anumite condiții, lucrul mecanic poate fi negativ și pozitiv. Deci, dacă direcțiile și forțele și mișcările corpului sunt aceleași, atunci apare o muncă pozitivă. Un exemplu de muncă pozitivă este efectul gravitației asupra unei picături de apă care căde. Dar dacă forța și direcția de mișcare sunt opuse, atunci apare un lucru mecanic negativ. Un exemplu de astfel de opțiune este un balon care se ridică și gravitația, care face o activitate negativă. Când un corp este supus influenței mai multor forțe, o astfel de muncă se numește „muncă de forță rezultată”.

Caracteristici de aplicare practică (energie cinetică)

Trecem de la teorie la partea practică. Separat, ar trebui să vorbim despre lucrul mecanic și despre utilizarea sa în fizică. După cum probabil mulți și-au amintit, toată energia corpului este împărțită în cinetică și potențială. Când un obiect este în echilibru și nu se mișcă nicăieri, energia sa potențială este egală cu energia totală, iar energia sa cinetică este zero. Când începe mișcarea, energia potențială începe să scadă, energia cinetică să crească, dar în total sunt egale cu energia totală a obiectului. Pentru un punct material, energia cinetică este definită ca lucrul forței care a accelerat punctul de la zero la valoarea H, iar sub formă de formulă, cinetica corpului este ½ * M * H, unde M este masa. Pentru a afla energia cinetică a unui obiect care constă din multe particule, trebuie să găsiți suma tuturor energiei cinetice a particulelor, iar aceasta va fi energia cinetică a corpului.

Caracteristici de aplicare practică (energie potențială)

În cazul în care toate forțele care acționează asupra corpului sunt conservatoare, iar energia potențială este egală cu totalul, atunci nu se lucrează. Acest postulat este cunoscut sub numele de legea conservării energiei mecanice. Energia mecanică într-un sistem închis este constantă în intervalul de timp. Legea conservării este utilizată pe scară largă pentru a rezolva probleme din mecanica clasică.

Caracteristici de aplicare practică (termodinamică)

În termodinamică, munca efectuată de un gaz în timpul expansiunii este calculată prin integrala presiunii înmulțită cu volumul. Această abordare este aplicabilă nu numai în cazurile în care există o funcție exactă a volumului, ci și tuturor proceselor care pot fi afișate în planul presiune/volum. Cunoașterea lucrărilor mecanice se aplică și nu numai gazelor, ci și a tot ceea ce poate exercita presiune.

Caracteristici ale aplicării practice în practică (mecanica teoretică)

În mecanica teoretică, toate proprietățile și formulele descrise mai sus sunt luate în considerare mai detaliat, în special, acestea sunt proiecții. Ea oferă, de asemenea, propria ei definiție pentru diferite formule de lucru mecanic (un exemplu de definiție pentru integrala Rimmer): limita la care tinde suma tuturor forțelor muncii elementare atunci când finețea partiției tinde spre zero se numește munca forței de-a lungul curbei. Probabil dificil? Dar nimic, cu mecanica teoretică totul. Da, și toate lucrările mecanice, fizica și alte dificultăți s-au terminat. Mai departe vor fi doar exemple și o concluzie.

Unități de lucru mecanice

SI folosește jouli pentru a măsura munca, în timp ce GHS utilizează ergi:

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

Exemple de lucrări mecanice

Pentru a înțelege în sfârșit un astfel de concept ca lucrul mecanic, ar trebui să studiați câteva exemple separate care vă vor permite să îl luați în considerare din multe, dar nu din toate părțile:

1. Când o persoană ridică o piatră cu mâinile, atunci apare lucrul mecanic cu ajutorul forței musculare a mâinilor;
2. Când un tren se deplasează de-a lungul șinelor, acesta este tras de forța de tracțiune a tractorului (locomotivă electrică, locomotivă diesel etc.);
3. Dacă luați un pistol și trageți din el, atunci datorită forței de presiune pe care o vor crea gazele pulbere, se va lucra: glonțul este mutat de-a lungul țevii pistolului în același timp cu creșterea vitezei glonțului în sine. ;
4. Există și lucru mecanic atunci când forța de frecare acționează asupra corpului, obligându-l să reducă viteza de mișcare a acestuia;
5. Exemplul de mai sus cu bile, când se ridică în sens opus față de direcția gravitației, este și un exemplu de lucru mecanic, dar pe lângă gravitație, forța Arhimede acționează și atunci când tot ce este mai ușor decât aerul se ridică.

Ce este puterea?

În cele din urmă, vreau să ating subiectul puterii. Lucrul efectuat de o forță într-o unitate de timp se numește putere. De fapt, puterea este o astfel de mărime fizică care este o reflectare a raportului dintre muncă și o anumită perioadă de timp în care a fost efectuată această muncă: M = P / B, unde M este puterea, P este munca, B este timpul. Unitatea SI de putere este 1 watt. Un watt este egal cu puterea care face munca unui joule într-o secundă: 1 W = 1J \ 1s.