Domača stran
Fizično
Formulo delo, enote, primeri, vaje

Fizično

Formulo delo, enote, primeri, vaje

1171
79
Cary Goyette

On delo V fiziki je prenos energije tista, ki iztegne silo, ko se predmet, na katerem deluje, premakne. Matematično prevzame obliko skalarnega izdelka med vektorji trdnosti F in premik s.

In ker je s skalarnim izdelkom med dvema pravokotnima vektorji ničen, se zgodi, da sile, ki tvorijo 90 ° s premikom, ne delujejo v skladu z definicijo, saj:

W = F ● S = F⋅ s⋅ cos θ

Kjer w označuje delo, za angleško besedo Delo.

Prednost definiranja dela je, da gre za skalarno, torej nima smernic ali pomena, samo modula in ustrezne enote. To olajša izvajanje izračunov, ki vključujejo spremembe energije, ki jih povzroča delovanje sil.

Gravitacija in kinetično trenje sta primeri sil, ki pogosto delujejo na premikajočih se predmetih. Druga pogosta sila je običajna, ki izvaja površino, vendar za razliko od teh nikoli ne deluje na predmetih, ker je pravokotna do razseljevanja.

Ko telo prosto pade, gravitacija pozitivno opravi na mobilnem telefonu, zaradi česar poveča svojo hitrost, medtem ko pade. Po drugi strani pa kinetični drg.

[TOC]

Formule in posebne primere

Delo se izračuna z:

W = F ● s

Ta izraz velja za stalne sile in po definiciji skalarnega izdelka je enakovreden:

W = f. s. cos θ

Kjer je θ kot med močjo in premikom. Iz tega sledi, da lahko samo tiste sile, ki imajo sestavni del v smeri premika.

In tudi očitno je, da če ni gibanja, tudi ni dela.

Kar zadeva znak, je delo lahko pozitivno, negativno ali nič. V primeru, da ima sila komponento vzporedno z gibanjem, je znak dela odvisen od vrednosti cos θ.

Obstaja nekaj posebnih primerov, ki jih je vredno razmisliti:

Ko je sila vzporedna s premikom, je kot med F in s To je 0 °, zato je delo s silo pozitivno in njegova vrednost je največja:

Vam lahko služi: Orionaids: izvor, značilnosti, kdaj in kako jih opazovati

W = f⋅s cos 0º = f⋅s

Če sila nasprotuje premiku, potem je kot med F in s To je 180 °, delo, ki ga opravi F, je negativno in minimalno:

W = f⋅s cos 180º = -f⋅s

Končno je zgoraj omenjen primer: če je kot oblikoval F in s To je 90 °, saj je COS 90 ° = 0, delo je NULL:

W = f⋅s cos 90 ° = 0

Delo, ki ga izvajajo spremenljive sile

Včasih uporabljena sila ni konstantna; V tem primeru se morate pritožiti na izračun, da najdete opravljeno delo. Najprej je določen diferencialni del DW, narejen na neskončno majhnem premiku ds:

dw = F⋅ds

Če želite najti vrednost skupnega dela, ki jo opravi ta sila, ko se predmet giblje od točke A do točke B, je treba vključiti obe strani, kot je ta:

$W=\int_A^B\mathbfF\cdot d\mathbfs$

Delovne enote

Enota za delo v mednarodnem sistemu je Joule, skrajšana J. Enota je ime prevzela po angleškem fiziku Jamesu Prescottu Jouleu, pionirju pri preučevanju termodinamike.

Iz delovne enačbe je Joule opredeljen kot 1 Newton na meter:

1 j = 1 n⋅m

Enote v britanskem sistemu

Delo ustreza kot enota Tehtnica-fuerza x pita, Včasih poklicani FIRE-FUERZA Foot. To je tudi enota za energijo, vendar se moramo spomniti, da delo, opravljeno na telesu. Ni presenetljivo, da imajo iste enote.

Enakovrednost med razbijanjem stopala in Joule je naslednja:

1 kilograma noga = 1,35582 j

Dobro znana enota za delo in energijo, še posebej za obseg hlajenja in klimatskih naprav je BTU ali Britanska toplotna enota.

1 BTU je enak 1055 J in 778.169 PIE LIBRA-FUERZA.

Druge enote za delo

Obstajajo druge enote za delo, ki se uporabljajo na določenih področjih fizike in inženiringa. Med njimi imamo:

Erg

Označeno kot erg, To je enota dela v cegesimalnem sistemu in je enaka 1 dina⋅cm ali 1 x 10^-7 J.

Electron-Volt

Skrajšan EV, se običajno uporablja v fiziki delcev in je opredeljen kot energija, ki jo pridobi elektron, ko se premika skozi potencialno razliko 1 V.

Vam lahko služi: relativna hitrost: koncept, primeri, vaje

Kilogram-hora (kWh)

Pogosto se pojavlja v prejemkih podjetij za elektriko. To je delo, ki ga je eno uro razvil vir, katerega moč je 1 kW, kar ustreza 3.6 x 10⁶ J.

Kalorija

Običajno je povezan z energijo hrane, čeprav se v resnici ta kontekst nanaša na a Kilokalorija, to je 1000 kalorij. Pravzaprav obstaja več enot, ki prejmejo to ime, zato je treba kontekst zelo dobro določiti.

Enakovrednost med Joule in 1 Termokemična kalorija je:

1 kalorija = 4.1840 J

Primeri dela

Promocija in spust predmetov

Ko se trupla spustijo, bodisi navpično bodisi z rampom, teža deluje pozitivno in daje prednost gibanju. Po drugi strani pa pod pogojem, da se predmet vzpenja, gravitacija negativno deluje.

Točni naboji na električnih poljih

Enotno električno polje deluje na točni obremenitvi, ki se premika v notranjosti. Odvisno od polja in znaka obremenitve je to delo lahko negativno ali pozitivno.

Trenje med površinami

Kinetično trenje med površinami vedno negativno dela na predmetu, ki se premika.

Pritisnite in vrzite

Push je sila, ki premakne predmet nečesa. Metanje je sila, ki predmet bliža.

Moč v škripcu

Jermenica je sistem, ki se uporablja za prenos sile z enega od njegovih koncev. V preprostem škripcu moramo za dvig obremenitve uporabiti silo, ki je enaka uporu, ki jo izvaja predmet.

Normalne sile ali podpora

Običajni, kot je navedeno prej, opravi ničlo, ko se predmet, podprt na površini, premakne na njem, tudi če površina ni ravna ali če je nagnjena.

Magnetna sila

Druga sila, ki dela ničelno delo, je magnetna sila, ki izvaja enakomerno polje na obremenjenem delcu, ki pravokotno vpliva. Gibanje delcev se izkaže za enakomerno krožno gibanje, s silo v radialni smeri. Ker je premik pravokoten za silo, ne deluje na obremenitvi.

Predmeti, vezani na vrv

Tudi vrv ne deluje na suspendiranem nihalu, saj je napetost v njej vedno pravokotna na premik testa.

Vam lahko služi: enakomerno pospešeno pravokotno gibanje: značilnosti, formule

Sateliti v orbiti

Gravity ne deluje na krožnem satelitu orbita, iz istega razloga kot prejšnji primeri: pravokotna je na premik.

Sistem za množično resort

V sistemu za množično resort silo F ki ima vzmet na testo F = kx, kje k To je vzmetna konstanta in x Vaše stiskanje ali raztezanje. Gre za spremenljivo silo, zato je opravljeno delo odvisno od dejstva, da se vzmet raztegne ali skrči.

Vaja rešena

Naslednji graf prikazuje delo, ki jo opravi spremenljiva sila F_x Odvisno od položaja x. To je sila, ki jo ima kladivo na nohtu. Prvi del je sila, ki se uporablja za nohte na najmehkejšem odseku stene, drugi pa, da se popelje na noht.

Koliko dela mora opraviti kladivo, da noht potopi skupno 5 cm na steni?

Graf za silo, ki jo ima kladivo, ko zadene žebelj. Vir: Giambattista, a. Fizika.

Rešitev

Sila, ki jo ima kladivo, je spremenljiva, saj je za potopitev 1 manjša intenzivnost (50 n).2 cm v mehkem delu stene, medtem ko je v najtežjem delu 120 N natančnih, da se noht potopi do 5 cm globok, kot kaže graf.

V tem primeru je delo integral: