Механична работа: какво е това и как се използва?

За да може да се характеризират енергийните характеристики на движението, беше въведена концепцията за механична работа. Статията е посветена на нея в различните й прояви. Да разбираме темата едновременно и лесно, и доста сложно. Авторът искрено се е опитал да го направи по-разбираем и разбираем и може само да се надяваме, че целта е постигната.

Какво се нарича механична работа?

Какво се нарича така? Ако някаква сила работи върху тялото и в резултат на действието на това тяло се движи, това се нарича механична работа. При приближаване от гледна точка на научната философия тук могат да се разграничат няколко допълнителни аспекта, но статията ще обхване темата от гледна точка на физиката. Механичната работа не е трудна, ако мислите за думите, написани тук. Но думата "механичен" обикновено не е написана, а всичко се свежда до думата "работа". Но не всяка работа е механична. Тук е човек, който седи и мисли. Работи ли? Мислено да! Но това е механична работа? Не. И ако отиде човек? Ако тялото се движи със сила, то е механична работа. Това е просто. С други думи, силата, действаща върху тялото, извършва (механична) работа. И още нещо: чрез работа човек може да характеризира резултата от действието на определена сила. Така че, когато човек отива, определени сили (триене, гравитация и т.н.) извършват механична работа върху човек и в резултат на тяхното действие човек променя своята позиция на намиране, с други думи, движения.

Работата като физическа величина е равна на силата, която действа върху тялото, умножена по пътя, който тялото е извършило под влиянието на тази сила и в посочената от него посока. Може да се каже, че механичната работа е била извършена, ако са изпълнени едновременно две условия: силата е действала върху тялото и тя се движи в посока на своето действие. Но това не е направено или не е направено, ако силата действа, и тялото не променя своето местоположение в координатната система. Ето няколко малки примера, когато механичната работа не е извършена:

1. Така човек може да падне върху огромен камък, за да го премести, но му липсва сила. Силата действа върху камъка, но тя не се движи и работата не се случва.
2. Тялото се движи в координатната система, а силата е нула или всички са компенсирани. Това може да се наблюдава при движение по инерция.
3. Когато посоката, в която се движи тялото, е перпендикулярна на действието на силата. Когато влакът се движи по хоризонтална линия, гравитацията не изпълнява работата си.

В зависимост от определени условия механичната работа е отрицателна и положителна. Така че, ако посоките и силите и движенията на тялото са еднакви, тогава има положителна работа. Пример за положителна работа е ефектът от гравитацията върху падаща капка вода. Но ако силата и посоката на движение са противоположни, тогава възниква отрицателна механична работа. Пример за такъв вариант е издигането на балон нагоре и гравитацията, което прави негативна работа. Когато тялото е повлияно от няколко сили, тази работа се нарича "работа на резултантната сила".

Особености на практическото приложение (кинетична енергия)

Преминаване от теория към практическа част. Отделно, трябва да говорим за механична работа и нейната употреба във физиката. Както много хора си спомнят, цялата енергия на тялото е разделена на кинетична и потенциална. Когато един обект е в равновесно положение и не се движи никъде, неговата потенциална енергия е равна на общата енергия, а кинетичната енергия е равна на нула. Когато движението започне, потенциална енергия започва да намалява, кинетичният расте, но като цяло те са равни на общата енергия на обекта. за материална точка Кинетичната енергия се дефинира като работа на сила, която е ускорила точка от нула до стойността на Н, а във формулата кинетиката на тялото е ½ * M * H, където М е масата. За да разберем кинетичната енергия на обект, който се състои от много частици, е необходимо да намерим сумата на цялото кинетична енергия частици, и това ще бъде кинетичната енергия на тялото.

Особености на практическото приложение (потенциална енергия)

В случай, че всички сили, действащи върху тялото, са консервативни, а потенциалната енергия е равна на общата, тогава работата не се извършва. Този постулат е известен като закон за опазване. механична енергия. Механична енергия в затворена система е постоянна във времевия интервал. Законът на консервацията е широко използван за решаване на проблеми от класическата механика.

Особености на практическото приложение (термодинамика)

В термодинамиката работата, която един газ прави по време на разширяването, се изчислява чрез интеграла на умножаващото се налягане по обем. Този подход е приложим не само в случаите, когато има точна функция на обема, но също така и при всички процеси, които могат да бъдат показани в равнината на налягане / обем. Знанието за механичната работа се прилага не само за газове, но и за всичко, което може да окаже натиск.

Особености на практическото приложение в практиката (теоретична механика) t

В теоретичната механика всички горепосочени свойства и формули се разглеждат по-подробно, по-специално, това са прогнози. Той също така дава своята дефиниция за различни формули на механичната работа (пример за дефиниция за интеграл на Риммер): границата, към която сбора на всички сили на елементарни работи има склонност, когато тънкостта на разделянето е с нула, се нарича работа на сила по крива. Вероятно трудно? Но нищо, с теоретичната механика всичко. Да, и цялата механична работа, физика и други трудности са свършили. По-нататък ще има само примери и заключения.

Механични мерни единици

Джаулите се използват за измерване на работата в SI, а CGS използва erg:

1. 1 J = 1 kg · m² / s² = 1 N · m
2. 1 erg = 1 g · cm² / s² = 1 dyn · cm
3. 1 erg = 10 ⁻⁷ J

Примери за механична работа

За да се справите най-накрая с такава концепция като механичната работа, трябва да изучите няколко отделни примера, които ще ви позволят да го разгледате от много, но не всички страни:

1. Когато човек вдигне камъка с ръце, механичната работа се осъществява с помощта на мускулната сила на ръцете;
2. Когато влакът пътува по релсите, той се изтегля от тяговата сила на трактора (електрически локомотив, дизелов локомотив и др.);
3. Ако вземете пистолет и го запалите, то поради силата на натиск, който праховите газове ще създадат, ще се извърши работа: куршумът се движи по цевта на пистолета едновременно с увеличаването на скоростта на самия куршум;
4. Механичната работа е и когато сила на триене действа върху тялото, принуждавайки го да намалява скоростта на движение;
5. Горният пример с топки, когато те се издигат в обратна посока спрямо посоката на гравитацията, също е пример за механична работа, но освен гравитацията, Архимед също действа, когато всичко, което е по-леко от въздуха, се издига.

Какво е силата?

И накрая, искам да засегна темата за властта. Работата на силата, която се осъществява в една единица време, се нарича сила. По същество, властта е физическа величина, която е показване на отношението на работа към определен период от време, през което е извършена тази работа: M = P / B, където M е сила, P е работа, B е време. Единицата на мощност в SI, обозначена в 1 ват. Watt е равен на мощността, която прави работата в джаул в секунда: 1 W = 1 J1s.