Domovská stránka
Fyzický
Práca receptúry, jednotky, príklady, cvičenia

Fyzický

Práca receptúry, jednotky, príklady, cvičenia

4496
1037
Gabriel Bahna

On práca Vo fyzike je to prenos energie, ktorý vykonáva silu, keď sa objekt, na ktorý koná, pohybuje. Matematicky má tvar skalárneho produktu medzi vektormi pevnosti F a posun siež.

A keďže produkt skalárny medzi dvoma kolmými vektormi je nulová, stáva sa, že sily, ktoré tvoria 90 ° s vytesnením, nefungujú podľa definície, pretože:

W = F ● S = Flek s⋅ cos θ

Kde W označuje prácu, pre anglické slovo Práca.

Výhodou definovania práce je, že ide o skalár, to znamená, že nemá smer alebo význam, iba modul a príslušná jednotka. To uľahčuje vykonávanie výpočtov, ktoré zahŕňajú energetické zmeny spôsobené pôsobením síl.

Gravitácia a kinetické trenie sú príkladmi síl, ktoré často pracujú na pohybujúcich sa predmetoch. Ďalšou spoločnou silou je normálna, ktorá vykonáva povrch, ale na rozdiel od nich nikdy nefunguje na objektoch, pretože je kolmá na posun.

Keď telo voľne padá, Gravity robí na mobile pozitívnu prácu a spôsobuje, že zvýši svoju rýchlosť pri páde. Na druhej strane, kinetické trenie.

[TOC]

Vzorce a konkrétne prípady

Práca sa počíta:

W = F ● siež

Tento výraz je platný pre konštantné sily a podľa definície skalárneho produktu je rovnocenný:

W = f. siež. cos θ

Kde 9 je uhol medzi pevnosťou a posunom. Z toho vyplýva, že na tele môžu pracovať iba tie sily, ktoré majú súčasť v smere posunu.

A je tiež zrejmé, že ak neexistuje pohyb, nie je tam žiadna práca.

Pokiaľ ide o znamenie, práca môže byť kladná, záporná alebo nula. V prípade, že sila má komponent rovnobežnú s pohybom, znak práce závisí od hodnoty cos θ.

Existujú konkrétne prípady, ktoré sa oplatia zvážiť:

Ak je sila rovnobežná s posunom, uhol medzi F a siež Je 0 °, preto je práca vykonaná silou kladná a jej hodnota je maximálna:

Môže vám slúžiť: Orionaids: pôvod, vlastnosti, kedy a ako ich pozorovať

W = flek cos 0 ° = fleks

Ak sila je proti posunu, potom uhol medzi F a siež Je 180 °, práca vykonaná pomocou F je negatívna a je minimálna:

W = flek Cos 180 ° = -fleks

Nakoniec je uvedený vyššie uvedený prípad: ak uhol tvorený pomocou F a siež Je 90 °, ako cos 90 ° = 0, práca je nula:

W = flek cos 90 ° = 0

Práca vykonávaná premenlivými silami

Aplikovaná sila niekedy nie je konštantná; V takom prípade sa musíte odvolať na výpočet, aby ste našli vykonanú prácu. Po prvé, určuje sa pracovný diferenciál DW, vyrobený na nekonečnom posunu Dsiež:

dw = Flekdsiež

Ak chcete nájsť hodnotu celkovej práce vykonanej touto silou, keď sa objekt pohybuje od bodu A do bodu B, je potrebné integrovať obe strany, ako je táto:

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

Pracovné jednotky

Jednotkou pre prácu v medzinárodnom systéme je Joule, skrátená J. Jednotka má meno od anglického fyzika Jamesa Prescotta Joule, priekopníka v štúdiu termodynamiky.

Z pracovnej rovnice je joule definovaný ako 1 Newton na meter:

1 j = 1 N⋅m

Jednotky v britskom systéme

Práca zodpovedá ako jednotka Váhy-fuerza x koláč, Niekedy sa volá Noha. Je to tiež jednotka energie, ale musíme si uvedomiť, že práca vykonaná na tele mení svoj energetický stav, a preto práca a energia sú rovnocenné. Nie je prekvapujúce, že majú rovnaké jednotky.

Rovnocennosť medzi búšiacimi nohami a joule je nasledovná:

1 librová noha = 1 35582 j

Známa jednotka práce a energie, najmä pre rozsah chladenia a klimatizačnými zariadeniami je BTU alebo Britská tepelná jednotka.

1 BTU sa rovná 1055 J a 778.169 koláči Váhy-fuerza.

Ostatné jednotky na prácu

Existujú aj ďalšie jednotky pre prácu, ktoré sa používajú v konkrétnych oblastiach fyziky a inžinierstva. Medzi nimi máme:

Erg

Označený ako erg, Je to jednotka práce v cegesimálnom systéme a je rovnocenná s 1 dinatnosť alebo 1 x 10^-7 J.

Elektrónový volt

Skrátene EV, bežne sa používa vo fyzike častíc a je definovaná ako energia získaná elektrónom, keď sa pohybuje po potenciálnom rozdiele 1 V.

Môže vám slúžiť: relatívna rýchlosť: koncept, príklady, cvičenia

Kilovatio-Horara (KWH)

Často sa objavuje v príjmoch elektrických spoločností. Je to práca vyvinutá na 1 hodinu zdrojom, ktorého sila je 1 kW, čo zodpovedá 3.6 x 10⁶ J.

Kalórie

Zvyčajne to súvisí s potravinovou energiou, hoci v skutočnosti sa tento kontext týka a Kilokalória, to znamená 1000 kalórií. V skutočnosti existuje niekoľko jednotiek, ktoré dostávajú toto meno, takže kontext musí byť špecifikovaný veľmi dobre.

Rovnocennosť medzi joule a 1 Termochemická kalória je:

1 kalórie = 4.1840 J

Príklady práce

Propagácia a zostup predmetov

Keď telá zostúpia, buď vertikálne, alebo pomocou rampy, váha robí pozitívnu prácu a uprednostňuje pohyb. Na druhej strane, za predpokladu, že objekt vystúpi, gravitácia robí negatívnu prácu.

Presné poplatky v elektrických poliach

Jednotné elektrické pole funguje na presnom zaťažení, ktoré sa pohybuje vo vnútri. V závislosti od poľa a znaku záťaže môže byť táto práca negatívna alebo pozitívna.

Trenie medzi povrchmi

Kinetické trenie medzi povrchmi vždy robí negatívnu prácu na objekte, ktorý sa pohybuje.

Tlačiť a hodiť

Push je sila, ktorá pohybuje niečím predmetom. Hádzanie je sila, ktorá priblíži objekt.

Pevnosť v kladke

Kladka je systém, ktorý sa používa na prenos sily z jedného z jej koncov. V jednoduchej kladke, aby sme zvýšili zaťaženie, musíme nanesiť silu rovnajúcu sa odporu, ktorý sa týka objektu.

Normálne sily alebo podpora

Normálna, ako je uvedené vyššie, vykonáva nulovú úlohu, keď sa na ňu pohybuje objekt podporovaný na povrchu, aj keď povrch nie je plochý alebo ak je naklonený.

Magnetická sila

Ďalšou silou, ktorá vykonáva nulovú prácu, je magnetická sila, ktorá vyvíja rovnomerné pole na zaťaženej častice, ktorá ju kolíše ovplyvňuje. Pohyb častíc sa ukáže ako rovnomerný kruhový pohyb, s silou v radiálnom smere. Pretože posun je kolmá na silu, nefunguje na zaťažení.

Predmety priviazané na lano

Lano tiež nefunguje na zavesenom kyvadle, pretože napätie v ňom je vždy kolmé na vytesnenie cesta.

Môže vám slúžiť: rovnomerne zrýchlený priamy pohyb: Charakteristiky, vzorce

Satelity na obežnej dráhe

Gravitácia nefunguje na kruhovej obežnej dráhe, z toho istého dôvodu ako v predchádzajúcich prípadoch: je kolmá na vytesnenie.

Systém s hmotnosťou

V systéme s hmotnosťou sily F ktoré vyvíjajú pružinu na cestách, má veľkosť F = kx, kde klimatizovať Je to jarná konštanta a X Vaša kompresia alebo predĺženie. Je to variabilná sila, preto vykonaná práca závisí od skutočnosti, že pružina je natiahnutá alebo zmenšená.

Cvičenie

Nasledujúci graf ukazuje prácu vykonanú variabilnou silou F_X Závisí to od polohy X. Toto je sila, ktorú vyvíja kladivo na klinec. Prvou časťou je sila, ktorá sa používa na priblíženie na najjemnejšiu časť steny a druhá na dokončenie potopenia nechtu.

Koľko práce musí kladivo urobiť, aby nechty klesli celkom 5 cm na stene?

Graf pre silu, ktorú vyvíjal kladivo, keď narazil na necht. Zdroj: Giambattista, a. Fyzika.

Riešenie

Sila, ktorú vyvíja kladivo.2 cm v mäkkej časti steny, zatiaľ čo v najťažšej časti je 120 N presných, aby sa nechty umývali až do 5 cm, ako ukazuje graf.

V tomto prípade je práca integrál: