Gumagalaw na pormula ng trabaho. Mekanikal na trabaho at kapangyarihan

Sa ating pang-araw-araw na karanasan, ang salitang "trabaho" ay madalas na lumilitaw. Ngunit ang isa ay dapat na makilala sa pagitan ng physiological na gawain at trabaho mula sa punto ng view ng agham ng pisika. Pag-uwi mo galing sa klase, sasabihin mo: “Naku, pagod na pagod ako!” Ito ay gawaing pisyolohikal. O, halimbawa, ang gawain ng pangkat sa kuwentong bayan na "Turnip".

Figure 1. Magtrabaho sa pang-araw-araw na kahulugan ng salita

Pag-uusapan natin dito ang tungkol sa trabaho mula sa punto ng view ng pisika.

Ginagawa ang mekanikal na gawain kung ang isang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng isang puwersa. Ang trabaho ay itinalaga ng Latin na titik A. Ang isang mas mahigpit na kahulugan ng trabaho ay parang ganito.

Ang gawain ng isang puwersa ay isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng magnitude ng puwersa at ang distansya na nilakbay ng katawan sa direksyon ng puwersa.

Figure 2. Ang trabaho ay isang pisikal na dami

Ang formula ay may bisa kapag ang isang pare-parehong puwersa ay kumikilos sa katawan.

Sa internasyonal na sistema ng mga yunit ng SI, ang trabaho ay sinusukat sa joules.

Nangangahulugan ito na kung sa ilalim ng impluwensya ng isang puwersa ng 1 newton ang isang katawan ay gumagalaw ng 1 metro, pagkatapos ay 1 joule ng trabaho ang ginagawa ng puwersang ito.

Ang yunit ng trabaho ay ipinangalan sa Ingles na siyentipiko na si James Prescott Joule.

Fig 3. James Prescott Joule (1818 - 1889)

Mula sa formula para sa pagkalkula ng trabaho, sumusunod na mayroong tatlong posibleng mga kaso kapag ang trabaho ay katumbas ng zero.

Ang unang kaso ay kapag ang isang puwersa ay kumikilos sa isang katawan, ngunit ang katawan ay hindi gumagalaw. Halimbawa, ang isang bahay ay napapailalim sa isang malaking puwersa ng grabidad. Ngunit wala siyang ginagawang trabaho dahil hindi gumagalaw ang bahay.

Ang pangalawang kaso ay kapag ang katawan ay gumagalaw sa pamamagitan ng pagkawalang-kilos, iyon ay, walang pwersang kumikilos dito. Halimbawa, ang isang spaceship ay gumagalaw sa intergalactic space.

Ang ikatlong kaso ay kapag ang isang puwersa ay kumikilos sa katawan patayo sa direksyon ng paggalaw ng katawan. Sa kasong ito, kahit na ang katawan ay gumagalaw at isang puwersa ang kumikilos dito, walang paggalaw ng katawan sa direksyon ng puwersa.

Figure 4. Tatlong kaso kapag ang trabaho ay zero

Dapat ding sabihin na ang gawaing ginawa ng isang puwersa ay maaaring negatibo. Mangyayari ito kung gumagalaw ang katawan laban sa direksyon ng puwersa. Halimbawa, kapag ang crane ay nag-angat ng load sa ibabaw ng lupa gamit ang isang cable, ang gawaing ginawa ng gravity ay negatibo (at ang gawaing ginawa ng elastic force ng cable na nakadirekta paitaas, sa kabaligtaran, ay positibo).

Ipagpalagay natin na kapag nagsasagawa ng gawaing pagtatayo, ang hukay ay kailangang punuin ng buhangin. Aabutin ng ilang minuto para magawa ito ng isang excavator, ngunit ang isang manggagawang gumagamit ng pala ay kailangang magtrabaho nang ilang oras. Ngunit ang excavator at ang manggagawa ay makumpleto na sana ang parehong trabaho.

Fig 5. Ang parehong gawain ay maaaring makumpleto sa iba't ibang panahon

Upang makilala ang bilis ng trabaho na ginawa sa pisika, ginagamit ang isang dami na tinatawag na kapangyarihan.

Ang kapangyarihan ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng trabaho sa oras na ito ay ginanap.

Ang kapangyarihan ay ipinahiwatig ng isang Latin na titik N.

Ang yunit ng SI ng kapangyarihan ay ang watt.

Ang isang watt ay ang kapangyarihan kung saan ang isang joule ng trabaho ay tapos na sa isang segundo.

Ang power unit ay pinangalanan sa English scientist, imbentor ng steam engine, si James Watt.

Fig 6. James Watt (1736 - 1819)

Pagsamahin natin ang formula para sa pagkalkula ng trabaho sa formula para sa pagkalkula ng kapangyarihan.

Tandaan natin ngayon na ang ratio ng landas na dinaanan ng katawan ay S, sa oras ng paggalaw t kumakatawan sa bilis ng paggalaw ng katawan v.

kaya, ang kapangyarihan ay katumbas ng produkto ng numerical na halaga ng puwersa at ang bilis ng katawan sa direksyon ng puwersa.

Maginhawang gamitin ang formula na ito kapag nilulutas ang mga problema kung saan kumikilos ang isang puwersa sa isang katawan na gumagalaw sa isang kilalang bilis.

Mga sanggunian

1. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Koleksyon ng mga problema sa pisika para sa mga baitang 7-9 ng mga pangkalahatang institusyong pang-edukasyon. - ika-17 na ed. - M.: Edukasyon, 2004.
2. Peryshkin A.V. Physics. ika-7 baitang - ika-14 na ed., stereotype. - M.: Bustard, 2010.
3. Peryshkin A.V. Koleksyon ng mga problema sa physics, grade 7-9: 5th ed., stereotype. - M: Publishing House “Exam”, 2010.

1. Internet portal Physics.ru ().
2. Internet portal Festival.1september.ru ().
3. Internet portal Fizportal.ru ().
4. Internet portal Elkin52.narod.ru ().

Takdang-Aralin

1. Sa anong mga kaso ang trabaho ay katumbas ng zero?
2. Paano ginagawa ang gawain sa kahabaan ng landas na nilakbay sa direksyon ng puwersa? Sa kabilang direksyon?
3. Gaano karaming trabaho ang ginagawa ng frictional force na kumikilos sa brick kapag gumagalaw ito ng 0.4 m? Ang friction force ay 5 N.

Ano ang ibig sabihin nito?

Sa physics, ang "mechanical work" ay ang gawain ng ilang puwersa (gravity, elasticity, friction, atbp.) sa isang katawan, bilang isang resulta kung saan ang katawan ay gumagalaw.

Kadalasan ang salitang "mekanikal" ay hindi nakasulat.
Minsan ay makikita mo ang expression na "ang katawan ay gumawa ng trabaho," na sa prinsipyo ay nangangahulugang "ang puwersa na kumikilos sa katawan ay gumawa ng trabaho."

Sa tingin ko - nagtatrabaho ako.

Pupunta ako - nagtatrabaho din ako.

Nasaan ang gawaing mekanikal dito?

Kung ang isang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng isang puwersa, pagkatapos ay ginagawa ang mekanikal na gawain.

Sinasabi nila na ang katawan ay gumagana.
O mas tiyak, ito ay magiging ganito: ang gawain ay ginagawa sa pamamagitan ng puwersang kumikilos sa katawan.

Ang trabaho ay nagpapakilala sa resulta ng isang puwersa.

Ang mga puwersang kumikilos sa isang tao ay nagsasagawa ng mekanikal na gawain sa kanya, at bilang resulta ng pagkilos ng mga puwersang ito, ang tao ay gumagalaw.

Ang trabaho ay isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng isang puwersa na kumikilos sa isang katawan at ang landas na ginawa ng katawan sa ilalim ng impluwensya ng isang puwersa sa direksyon ng puwersang ito.

A - gawaing mekanikal,
F - lakas,
S - layo ng nilakbay.

Tapos na ang trabaho, kung ang 2 kundisyon ay natutugunan nang sabay-sabay: isang puwersa ang kumikilos sa katawan at ito
gumagalaw sa direksyon ng puwersa.

Walang ginagawang trabaho(i.e. katumbas ng 0), kung:
1. Kumikilos ang puwersa, ngunit hindi gumagalaw ang katawan.

Halimbawa: nagpapapuwersa tayo sa isang bato, ngunit hindi natin ito magagalaw.

2. Ang katawan ay gumagalaw, at ang puwersa ay zero, o ang lahat ng pwersa ay nabayaran (ibig sabihin, ang resulta ng mga puwersang ito ay 0).
Halimbawa: kapag gumagalaw sa pamamagitan ng pagkawalang-kilos, walang gawaing ginagawa.
3. Ang direksyon ng puwersa at direksyon ng paggalaw ng katawan ay magkaparehong patayo.

Halimbawa: kapag ang isang tren ay gumagalaw nang pahalang, ang gravity ay hindi gumagana.

Ang trabaho ay maaaring maging positibo at negatibo

1. Kung ang direksyon ng puwersa at ang direksyon ng paggalaw ng katawan ay nagtutugma, positibong gawain ang tapos na.

Halimbawa: ang puwersa ng grabidad, na kumikilos sa isang patak ng tubig na bumabagsak, ay positibong gumagana.

2. Kung ang direksyon ng puwersa at paggalaw ng katawan ay magkasalungat, negatibong gawain ang ginagawa.

Halimbawa: negatibong gumagana ang puwersa ng grabidad na kumikilos sa tumataas na lobo.

Kung maraming pwersa ang kumikilos sa isang katawan, kung gayon ang kabuuang gawaing ginawa ng lahat ng pwersa ay katumbas ng gawaing ginawa ng nagresultang puwersa.

Mga yunit ng trabaho

Sa karangalan ng Ingles na siyentipiko na si D. Joule, ang yunit ng trabaho ay pinangalanang 1 Joule.

Sa International System of Units (SI):
[A] = J = N m
1J = 1N 1m

Ang mekanikal na gawain ay katumbas ng 1 J kung, sa ilalim ng impluwensya ng isang puwersa ng 1 N, ang isang katawan ay gumagalaw ng 1 m sa direksyon ng puwersang ito.

Kapag lumilipad mula sa hinlalaki ng isang tao hanggang sa kanyang hintuturo
gumagana ang lamok - 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 J.

Ang puso ng tao ay gumaganap ng humigit-kumulang 1 J ng trabaho sa bawat pag-urong, na tumutugma sa gawaing ginawa kapag nagbubuhat ng kargada na tumitimbang ng 10 kg hanggang sa taas na 1 cm.

MAGTRABAHO, MGA KAIBIGAN!

Pangunahing teoretikal na impormasyon

Gawaing mekanikal

Ang mga katangian ng enerhiya ng paggalaw ay ipinakilala batay sa konsepto gawaing mekanikal o puwersang trabaho. Trabaho na ginawa ng isang palaging puwersa F, ay isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng puwersa at displacement moduli na pinarami ng cosine ng anggulo sa pagitan ng mga vector ng puwersa. F at mga galaw S:

Ang trabaho ay isang scalar na dami. Maaari itong maging positibo (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). Sa α = 90° ang gawaing ginawa ng puwersa ay zero. Sa sistema ng SI, ang trabaho ay sinusukat sa joules (J). Ang isang joule ay katumbas ng gawaing ginawa ng puwersa ng 1 newton upang ilipat ang 1 metro sa direksyon ng puwersa.

Kung nagbabago ang puwersa sa paglipas ng panahon, pagkatapos ay upang mahanap ang trabaho, bumuo ng isang graph ng puwersa laban sa displacement at hanapin ang lugar ng figure sa ilalim ng graph - ito ang gawain:

Isang halimbawa ng puwersa na ang modulus ay nakasalalay sa coordinate (displacement) ay ang elastic force ng isang spring, na sumusunod sa batas ni Hooke ( F kontrol = kx).

kapangyarihan

Ang gawaing ginawa ng puwersa sa bawat yunit ng oras ay tinatawag kapangyarihan. kapangyarihan P(minsan ay tinutukoy ng titik N) – pisikal na dami na katumbas ng ratio ng trabaho A sa isang yugto ng panahon t kung saan natapos ang gawaing ito:

Kinakalkula ng formula na ito average na kapangyarihan, ibig sabihin. kapangyarihan sa pangkalahatan ay nagpapakilala sa proseso. Kaya, ang trabaho ay maaari ding ipahayag sa mga tuntunin ng kapangyarihan: A = Pt(kung, siyempre, ang kapangyarihan at oras ng paggawa ng gawain ay kilala). Ang yunit ng kapangyarihan ay tinatawag na watt (W) o 1 joule bawat segundo. Kung pare-pareho ang paggalaw, kung gayon:

Gamit ang formula na ito maaari nating kalkulahin instant kapangyarihan(kapangyarihan sa isang naibigay na oras), kung sa halip na bilis ay pinapalitan natin ang halaga ng agarang bilis sa formula. Paano mo malalaman kung anong kapangyarihan ang magbilang? Kung ang problema ay humihingi ng kapangyarihan sa isang sandali sa oras o sa ilang mga punto sa kalawakan, kung gayon ang madalian ay isinasaalang-alang. Kung magtatanong sila tungkol sa kapangyarihan sa isang tiyak na tagal ng panahon o bahagi ng ruta, pagkatapos ay hanapin ang average na kapangyarihan.

Kahusayan - salik ng kahusayan, ay katumbas ng ratio ng kapaki-pakinabang na trabaho sa ginastos, o kapaki-pakinabang na kapangyarihan na ginastos:

Aling gawain ang kapaki-pakinabang at alin ang nasasayang ay tinutukoy mula sa mga kondisyon ng isang partikular na gawain sa pamamagitan ng lohikal na pangangatwiran. Halimbawa, kung ang isang kreyn ay gumagawa ng gawain ng pagbubuhat ng isang load sa isang tiyak na taas, kung gayon ang kapaki-pakinabang na gawain ay ang gawain ng pagbubuhat ng kargamento (dahil ito ay para sa layuning ito na ang kreyn ay nilikha), at ang ginugol na trabaho ay magiging ang gawaing ginawa ng de-koryenteng motor ng kreyn.

Kaya, ang kapaki-pakinabang at ginugol na kapangyarihan ay walang mahigpit na kahulugan, at matatagpuan sa pamamagitan ng lohikal na pangangatwiran. Sa bawat gawain, tayo mismo ang dapat matukoy kung ano sa gawaing ito ang layunin ng paggawa (kapaki-pakinabang na gawain o kapangyarihan), at kung ano ang mekanismo o paraan ng paggawa ng lahat ng gawain (ginastos na kapangyarihan o trabaho).

Sa pangkalahatan, ang kahusayan ay nagpapakita kung gaano kahusay ang isang mekanismo na nagko-convert ng isang uri ng enerhiya sa isa pa. Kung ang kapangyarihan ay nagbabago sa paglipas ng panahon, ang gawain ay matatagpuan bilang ang lugar ng figure sa ilalim ng graph ng kapangyarihan laban sa oras:

Kinetic energy

Ang isang pisikal na dami na katumbas ng kalahati ng produkto ng masa ng isang katawan sa pamamagitan ng parisukat ng bilis nito ay tinatawag kinetic energy ng katawan (energy of movement):

Iyon ay, kung ang isang kotse na tumitimbang ng 2000 kg ay gumagalaw sa bilis na 10 m/s, kung gayon mayroon itong kinetic energy na katumbas ng E k = 100 kJ at may kakayahang gumawa ng 100 kJ ng trabaho. Ang enerhiya na ito ay maaaring maging init (kapag ang isang kotse ay nagpreno, ang mga gulong ng mga gulong, ang kalsada at ang mga disc ng preno) o maaaring gastusin sa pagpapapangit ng kotse at ang katawan na nabangga ng kotse (sa isang aksidente). Kapag kinakalkula ang kinetic energy, hindi mahalaga kung saan gumagalaw ang kotse, dahil ang enerhiya, tulad ng trabaho, ay isang scalar na dami.

Ang isang katawan ay may enerhiya kung ito ay makakagawa. Halimbawa, ang isang gumagalaw na katawan ay may kinetic energy, i.e. enerhiya ng paggalaw, at may kakayahang gumawa ng trabaho upang i-deform ang mga katawan o magbigay ng acceleration sa mga katawan kung saan nagkakaroon ng banggaan.

Ang pisikal na kahulugan ng kinetic energy: upang ang isang katawan ay nagpapahinga na may masa m nagsimulang gumalaw ng mabilis v kinakailangang gumawa ng trabaho na katumbas ng nakuhang halaga ng kinetic energy. Kung ang katawan ay may masa m gumagalaw sa bilis v, pagkatapos ay upang ihinto ito kinakailangan na gumawa ng trabaho na katumbas ng paunang kinetic energy nito. Kapag nagpepreno, ang kinetic energy ay higit sa lahat (maliban sa mga kaso ng epekto, kapag ang enerhiya ay napupunta sa pagpapapangit) "kinuha" ng puwersa ng friction.

Theorem sa kinetic energy: ang gawain ng resultang puwersa ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy ng katawan:

Ang teorama sa kinetic energy ay may bisa din sa pangkalahatang kaso, kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng isang nagbabagong puwersa, ang direksyon kung saan ay hindi nag-tutugma sa direksyon ng paggalaw. Maginhawang ilapat ang theorem na ito sa mga problemang kinasasangkutan ng acceleration at deceleration ng isang katawan.

Potensyal na enerhiya

Kasama ng kinetic energy o enerhiya ng paggalaw, ang konsepto ay may mahalagang papel sa pisika potensyal na enerhiya o enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga katawan.

Ang potensyal na enerhiya ay tinutukoy ng kamag-anak na posisyon ng mga katawan (halimbawa, ang posisyon ng katawan na may kaugnayan sa ibabaw ng Earth). Ang konsepto ng potensyal na enerhiya ay maaaring ipakilala lamang para sa mga puwersa na ang trabaho ay hindi nakasalalay sa tilapon ng katawan at natutukoy lamang ng mga paunang at panghuling posisyon (ang tinatawag na konserbatibong pwersa). Ang gawaing ginawa ng gayong mga puwersa sa isang saradong tilapon ay zero. Ang ari-arian na ito ay nagtataglay ng gravity at nababanat na puwersa. Para sa mga puwersang ito maaari nating ipakilala ang konsepto ng potensyal na enerhiya.

Potensyal na enerhiya ng isang katawan sa gravity field ng Earth kinakalkula ng formula:

Ang pisikal na kahulugan ng potensyal na enerhiya ng isang katawan: ang potensyal na enerhiya ay katumbas ng gawaing ginawa ng gravity kapag binababa ang katawan sa zero level ( h– distansya mula sa sentro ng grabidad ng katawan hanggang sa zero level). Kung ang isang katawan ay may potensyal na enerhiya, kung gayon ito ay may kakayahang gumawa ng trabaho kapag ang katawan na ito ay bumagsak mula sa isang taas h sa zero level. Ang gawaing ginawa ng gravity ay katumbas ng pagbabago sa potensyal na enerhiya ng katawan, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda:

Kadalasan sa mga problema sa enerhiya ang isa ay kailangang hanapin ang gawain ng pag-angat (pagtalikod, paglabas sa isang butas) ng katawan. Sa lahat ng mga kasong ito, kinakailangang isaalang-alang ang paggalaw hindi ng katawan mismo, ngunit lamang ng sentro ng grabidad nito.

Ang potensyal na enerhiya Ep ay nakasalalay sa pagpili ng zero level, iyon ay, sa pagpili ng pinagmulan ng OY axis. Sa bawat problema, pinipili ang zero level para sa mga dahilan ng kaginhawahan. Ang may pisikal na kahulugan ay hindi ang potensyal na enerhiya mismo, ngunit ang pagbabago nito kapag ang isang katawan ay lumipat mula sa isang posisyon patungo sa isa pa. Ang pagbabagong ito ay independiyente sa pagpili ng zero level.

Potensyal na enerhiya ng isang nakaunat na spring kinakalkula ng formula:

saan: k– paninigas ng tagsibol. Ang isang pinalawak (o naka-compress) na spring ay maaaring magtakda ng isang katawan na nakakabit dito sa paggalaw, iyon ay, magbigay ng kinetic energy sa katawan na ito. Dahil dito, ang naturang spring ay may reserbang enerhiya. Pag-igting o compression X dapat kalkulahin mula sa undeformed state ng katawan.

Ang potensyal na enerhiya ng isang elastically deformed body ay katumbas ng gawaing ginawa ng elastic force sa panahon ng paglipat mula sa isang naibigay na estado patungo sa isang estado na may zero deformation. Kung sa paunang estado ang tagsibol ay na-deform na, at ang pagpahaba nito ay katumbas ng x 1, pagkatapos ay sa paglipat sa isang bagong estado na may pagpahaba x 2, ang nababanat na puwersa ay gagawa ng trabaho na katumbas ng pagbabago sa potensyal na enerhiya, na kinuha gamit ang kabaligtaran na tanda (dahil ang nababanat na puwersa ay palaging nakadirekta laban sa pagpapapangit ng katawan):

Ang potensyal na enerhiya sa panahon ng nababanat na pagpapapangit ay ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga indibidwal na bahagi ng katawan sa bawat isa sa pamamagitan ng nababanat na puwersa.

Ang gawain ng friction force ay nakasalalay sa landas na nilakbay (ang ganitong uri ng puwersa, na ang trabaho ay nakasalalay sa tilapon at ang landas na nilakbay ay tinatawag na: dissipative forces). Ang konsepto ng potensyal na enerhiya para sa friction force ay hindi maaaring ipakilala.

Kahusayan

Salik ng kahusayan (kahusayan)– katangian ng kahusayan ng isang sistema (device, machine) na may kaugnayan sa conversion o transmission ng enerhiya. Ito ay tinutukoy ng ratio ng kapaki-pakinabang na ginamit na enerhiya sa kabuuang halaga ng enerhiya na natanggap ng system (ang formula ay naibigay na sa itaas).

Maaaring kalkulahin ang kahusayan sa pamamagitan ng trabaho at sa pamamagitan ng kapangyarihan. Ang kapaki-pakinabang at ginugol na gawain (kapangyarihan) ay palaging tinutukoy ng simpleng lohikal na pangangatwiran.

Sa mga de-koryenteng motor, ang kahusayan ay ang ratio ng isinagawa (kapaki-pakinabang) mekanikal na gawain sa elektrikal na enerhiya na natanggap mula sa pinagmulan. Sa mga makina ng init, ang ratio ng kapaki-pakinabang na gawaing mekanikal sa dami ng init na ginugol. Sa mga de-koryenteng transformer, ang ratio ng electromagnetic energy na natanggap sa pangalawang paikot-ikot sa enerhiya na natupok ng pangunahing paikot-ikot.

Dahil sa pagiging pangkalahatan nito, ang konsepto ng kahusayan ay ginagawang posible na ihambing at suriin mula sa isang pinag-isang punto ng view ang iba't ibang mga sistema tulad ng mga nuclear reactor, electric generator at engine, thermal power plants, semiconductor device, biological objects, atbp.

Dahil sa hindi maiiwasang pagkawala ng enerhiya dahil sa alitan, pag-init ng mga nakapalibot na katawan, atbp. Ang kahusayan ay palaging mas mababa kaysa sa pagkakaisa. Alinsunod dito, ang kahusayan ay ipinahayag bilang isang bahagi ng enerhiya na ginugol, iyon ay, sa anyo ng isang wastong bahagi o bilang isang porsyento, at ito ay isang walang sukat na dami. Tinutukoy ng kahusayan kung gaano kahusay ang pagpapatakbo ng isang makina o mekanismo. Ang kahusayan ng mga thermal power plant ay umabot sa 35-40%, panloob na combustion engine na may supercharging at pre-cooling - 40-50%, dynamos at high-power generators - 95%, mga transformer - 98%.

Isang problema kung saan kailangan mong hanapin ang kahusayan o ito ay kilala, kailangan mong magsimula sa lohikal na pangangatwiran - kung aling gawain ang kapaki-pakinabang at alin ang nasasayang.

Batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya

Kabuuang mekanikal na enerhiya ay tinatawag na kabuuan ng kinetic energy (i.e. ang enerhiya ng paggalaw) at potensyal (i.e. ang enerhiya ng interaksyon ng mga katawan sa pamamagitan ng pwersa ng gravity at elasticity):

Kung ang mekanikal na enerhiya ay hindi nagbabago sa iba pang mga anyo, halimbawa, sa panloob na (thermal) na enerhiya, kung gayon ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ay nananatiling hindi nagbabago. Kung ang mekanikal na enerhiya ay nagiging thermal energy, kung gayon ang pagbabago sa mekanikal na enerhiya ay katumbas ng gawain ng friction force o pagkawala ng enerhiya, o ang dami ng init na inilabas, at iba pa, sa madaling salita, ang pagbabago sa kabuuang mekanikal na enerhiya ay katumbas. sa gawain ng mga panlabas na puwersa:

Ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng mga katawan na bumubuo sa isang saradong sistema (i.e. isa kung saan walang mga panlabas na puwersa na kumikilos, at ang kanilang trabaho ay katumbas ng zero) at ang gravitational at elastic na pwersa na nakikipag-ugnayan sa isa't isa ay nananatiling hindi nagbabago:

Ang pahayag na ito ay nagpapahayag batas ng konserbasyon ng enerhiya (LEC) sa mga prosesong mekanikal. Ito ay bunga ng mga batas ni Newton. Ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya ay nasisiyahan lamang kapag ang mga katawan sa isang saradong sistema ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng pagkalastiko at grabidad. Sa lahat ng mga problema sa batas ng konserbasyon ng enerhiya ay palaging may hindi bababa sa dalawang estado ng isang sistema ng mga katawan. Ang batas ay nagsasaad na ang kabuuang enerhiya ng unang estado ay magiging katumbas ng kabuuang enerhiya ng pangalawang estado.

Algorithm para sa paglutas ng mga problema sa batas ng konserbasyon ng enerhiya:

1. Hanapin ang mga punto ng inisyal at huling posisyon ng katawan.
2. Isulat kung ano o anong mga enerhiya ang mayroon ang katawan sa mga puntong ito.
3. Ipantay ang inisyal at huling enerhiya ng katawan.
4. Magdagdag ng iba pang mga kinakailangang equation mula sa mga nakaraang paksa sa pisika.
5. Lutasin ang resultang equation o sistema ng mga equation gamit ang mathematical method.

Mahalagang tandaan na ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya ay naging posible upang makakuha ng isang relasyon sa pagitan ng mga coordinate at bilis ng isang katawan sa dalawang magkaibang mga punto ng tilapon nang hindi sinusuri ang batas ng paggalaw ng katawan sa lahat ng mga intermediate na punto. Ang aplikasyon ng batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya ay maaaring lubos na gawing simple ang solusyon ng maraming problema.

Sa totoong mga kondisyon, halos palaging kumikilos ang mga gumagalaw na katawan, kasama ang mga puwersa ng gravitational, mga puwersang nababanat at iba pang puwersa, ng mga puwersang frictional o mga puwersa ng paglaban sa kapaligiran. Ang gawaing ginawa ng friction force ay depende sa haba ng landas.

Kung ang mga puwersa ng friction ay kumikilos sa pagitan ng mga katawan na bumubuo sa isang saradong sistema, kung gayon ang mekanikal na enerhiya ay hindi natipid. Ang bahagi ng mekanikal na enerhiya ay na-convert sa panloob na enerhiya ng mga katawan (pag-init). Kaya, ang enerhiya sa kabuuan (i.e., hindi lamang mekanikal) ay natipid sa anumang kaso.

Sa anumang pisikal na pakikipag-ugnayan, ang enerhiya ay hindi lilitaw o nawawala. Nagbabago lamang ito mula sa isang anyo patungo sa isa pa. Ang katotohanang itinatag ng eksperimentong ito ay nagpapahayag ng isang pangunahing batas ng kalikasan -.

batas ng konserbasyon at pagbabago ng enerhiya

Ang isa sa mga kahihinatnan ng batas ng konserbasyon at pagbabagong-anyo ng enerhiya ay ang pahayag tungkol sa imposibilidad ng paglikha ng isang "perpetual motion machine" (perpetuum mobile) - isang makina na maaaring gumana nang walang hanggan nang hindi kumonsumo ng enerhiya.

Iba't ibang gawain para sa trabaho

1. Kung ang problema ay nangangailangan ng paghahanap ng mekanikal na trabaho, pagkatapos ay pumili muna ng isang paraan para sa paghahanap nito: A = Ang isang trabaho ay matatagpuan gamit ang formula: FS α ∙cos
2. . Hanapin ang puwersa na gumagawa ng trabaho at ang dami ng displacement ng katawan sa ilalim ng impluwensya ng puwersang ito sa napiling frame of reference. Tandaan na ang anggulo ay dapat piliin sa pagitan ng puwersa at displacement vectors.
3. Ang gawaing ginawa ng isang panlabas na puwersa ay matatagpuan bilang ang pagkakaiba sa mekanikal na enerhiya sa pangwakas at paunang mga sitwasyon. Ang mekanikal na enerhiya ay katumbas ng kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng katawan. A = Ang gawaing ginawa upang iangat ang isang katawan sa isang palaging bilis ay matatagpuan gamit ang formula: mgh h, Saan - taas kung saan ito tumataas.
4. sentro ng grabidad ng katawan A = Pt.
5. Ang trabaho ay matatagpuan bilang produkto ng kapangyarihan at oras, i.e. ayon sa formula:

Ang trabaho ay matatagpuan bilang ang lugar ng figure sa ilalim ng graph ng puwersa laban sa displacement o kapangyarihan laban sa oras.

Batas ng konserbasyon ng enerhiya at dynamics ng rotational motion

1. Ang mga problema ng paksang ito ay medyo kumplikado sa matematika, ngunit kung alam mo ang diskarte, maaari silang malutas gamit ang isang ganap na karaniwang algorithm. Sa lahat ng mga problema kailangan mong isaalang-alang ang pag-ikot ng katawan sa patayong eroplano. Ang solusyon ay bababa sa sumusunod na pagkakasunud-sunod ng mga aksyon:
2. Kailangan mong matukoy ang punto kung saan ka interesado (ang punto kung saan kailangan mong matukoy ang bilis ng katawan, ang puwersa ng pag-igting ng thread, timbang, at iba pa).
3. Isulat ang pangalawang batas ni Newton sa puntong ito, isinasaalang-alang na ang katawan ay umiikot, iyon ay, mayroon itong centripetal acceleration.
4. Isulat ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya upang naglalaman ito ng bilis ng katawan sa napaka-kagiliw-giliw na puntong iyon, pati na rin ang mga katangian ng estado ng katawan sa ilang estado kung saan alam ang isang bagay.
5. Depende sa kondisyon, ipahayag ang squared speed mula sa isang equation at palitan ito sa isa pa.

Isagawa ang mga natitirang kinakailangang operasyong matematika upang makuha ang pangwakas na resulta.

• Kapag nilutas ang mga problema, kailangan mong tandaan na: N sa tuktok na punto ay 0. Ang parehong kundisyon ay natutugunan kapag pumasa sa tuktok na punto ng patay na loop.
• Kapag umiikot sa isang baras, ang kundisyon para sa pagpasa sa buong bilog ay: ang pinakamababang bilis sa tuktok na punto ay 0.
• Ang kondisyon para sa paghihiwalay ng isang katawan mula sa ibabaw ng globo ay ang puwersa ng reaksyon ng suporta sa punto ng paghihiwalay ay zero.

Hindi nababanat na banggaan

Ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya at ang batas ng konserbasyon ng momentum ay ginagawang posible na makahanap ng mga solusyon sa mga problemang mekanikal sa mga kaso kung saan ang mga kumikilos na pwersa ay hindi kilala. Ang isang halimbawa ng ganitong uri ng problema ay ang epekto ng interaksyon ng mga katawan.

Sa pamamagitan ng impact (o banggaan) Nakaugalian na tumawag sa isang panandaliang pakikipag-ugnayan ng mga katawan, bilang isang resulta kung saan ang kanilang mga bilis ay nakakaranas ng mga makabuluhang pagbabago. Sa panahon ng isang banggaan ng mga katawan, ang mga panandaliang puwersa ng epekto ay kumikilos sa pagitan nila, ang magnitude nito, bilang isang panuntunan, ay hindi alam. Samakatuwid, imposibleng isaalang-alang ang epekto ng pakikipag-ugnayan nang direkta gamit ang mga batas ni Newton. Ang aplikasyon ng mga batas ng konserbasyon ng enerhiya at momentum sa maraming mga kaso ay ginagawang posible na ibukod ang proseso ng banggaan mismo mula sa pagsasaalang-alang at makakuha ng koneksyon sa pagitan ng mga bilis ng mga katawan bago at pagkatapos ng banggaan, na lumalampas sa lahat ng mga intermediate na halaga ng mga dami na ito.

Madalas nating harapin ang epekto ng interaksyon ng mga katawan sa pang-araw-araw na buhay, sa teknolohiya at sa pisika (lalo na sa pisika ng atom at elementarya na mga particle). Sa mechanics, dalawang modelo ng impact interaction ang kadalasang ginagamit - ganap na nababanat at ganap na hindi nababanat na mga epekto.

Ganap na hindi nababanat na epekto tinatawag na ganitong epektong interaksyon kung saan ang mga katawan ay nag-uugnay (magkadikit) sa isa't isa at higit na gumagalaw bilang isang katawan.

Sa isang ganap na hindi nababanat na banggaan, ang mekanikal na enerhiya ay hindi natipid. Ito ay bahagyang o ganap na nagiging panloob na enerhiya ng mga katawan (pag-init). Upang ilarawan ang anumang mga epekto, kailangan mong isulat ang parehong batas ng konserbasyon ng momentum at ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya, na isinasaalang-alang ang inilabas na init (lubos na ipinapayong gumawa ng isang pagguhit muna).

Ganap na nababanat na epekto

Ganap na nababanat na epekto tinatawag na banggaan kung saan pinananatili ang mekanikal na enerhiya ng isang sistema ng mga katawan. Sa maraming mga kaso, ang mga banggaan ng mga atomo, molekula at elementarya na mga particle ay sumusunod sa mga batas ng ganap na nababanat na epekto. Sa isang ganap na nababanat na epekto, kasama ang batas ng konserbasyon ng momentum, ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya ay nasiyahan. Ang isang simpleng halimbawa ng isang perpektong nababanat na banggaan ay ang pangunahing epekto ng dalawang bola ng bilyar, na ang isa ay nakapahinga bago ang banggaan.

Central strike Ang mga bola ay tinatawag na banggaan kung saan ang mga bilis ng mga bola bago at pagkatapos ng impact ay nakadirekta sa linya ng mga sentro. Kaya, gamit ang mga batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya at momentum, posibleng matukoy ang mga bilis ng mga bola pagkatapos ng banggaan kung ang kanilang mga bilis bago ang banggaan ay kilala. Ang sentral na epekto ay napakabihirang ipinatupad sa pagsasanay, lalo na pagdating sa banggaan ng mga atomo o molekula. Sa isang hindi gitnang nababanat na banggaan, ang mga bilis ng mga particle (mga bola) bago at pagkatapos ng banggaan ay hindi nakadirekta sa isang tuwid na linya.

Ang isang espesyal na kaso ng isang off-central na nababanat na epekto ay maaaring ang banggaan ng dalawang bilyar na bola ng parehong masa, ang isa ay hindi gumagalaw bago ang banggaan, at ang bilis ng pangalawa ay hindi nakadirekta sa linya ng mga sentro ng mga bola. . Sa kasong ito, ang mga vector ng bilis ng mga bola pagkatapos ng isang nababanat na banggaan ay palaging nakadirekta patayo sa bawat isa.

Mga batas sa konserbasyon. Mga kumplikadong gawain

Maramihang katawan

Sa ilang mga problema sa batas ng konserbasyon ng enerhiya, ang mga kable kung saan ginagalaw ang ilang mga bagay ay maaaring magkaroon ng masa (iyon ay, hindi walang timbang, gaya ng maaaring nakasanayan mo na). Sa kasong ito, ang gawain ng paglipat ng mga naturang cable (lalo na ang kanilang mga sentro ng grabidad) ay kailangan ding isaalang-alang.

Kung ang dalawang katawan na konektado ng walang timbang na baras ay umiikot sa isang patayong eroplano, kung gayon:

1. pumili ng isang zero na antas upang makalkula ang potensyal na enerhiya, halimbawa sa antas ng axis ng pag-ikot o sa antas ng pinakamababang punto ng isa sa mga timbang at siguraduhing gumawa ng isang pagguhit;
2. isulat ang batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya, kung saan sa kaliwang bahagi ay isinusulat natin ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng parehong katawan sa paunang sitwasyon, at sa kanang bahagi ay isinulat natin ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya ng parehong katawan sa huling sitwasyon;
3. isaalang-alang na ang mga angular na bilis ng mga katawan ay pareho, kung gayon ang mga linear na bilis ng mga katawan ay proporsyonal sa radii ng pag-ikot;
4. kung kinakailangan, isulat ang pangalawang batas ni Newton para sa bawat katawan nang hiwalay.

Sumabog ang shell

Kapag ang isang projectile ay sumabog, ang explosive energy ay inilalabas. Upang mahanap ang enerhiya na ito, kinakailangan upang ibawas ang mekanikal na enerhiya ng projectile bago ang pagsabog mula sa kabuuan ng mga mekanikal na enerhiya ng mga fragment pagkatapos ng pagsabog. Gagamitin din natin ang batas ng konserbasyon ng momentum, na nakasulat sa anyo ng cosine theorem (paraan ng vector) o sa anyo ng mga projection sa mga napiling axes.

Mga banggaan sa mabigat na plato

Salubungin natin ang isang mabigat na plato na mabilis na gumagalaw v, gumagalaw ang isang magaan na bola ng masa m sa bilis u n. Dahil ang momentum ng bola ay mas mababa kaysa sa momentum ng plato, pagkatapos ng epekto ang bilis ng plato ay hindi magbabago, at ito ay patuloy na gumagalaw sa parehong bilis at sa parehong direksyon. Bilang resulta ng nababanat na epekto, ang bola ay lilipad palayo sa plato. Mahalagang maunawaan ito dito ang bilis ng bola na may kaugnayan sa plato ay hindi magbabago. Sa kasong ito, para sa panghuling bilis ng bola makuha namin:

Kaya, ang bilis ng bola pagkatapos ng epekto ay tumataas ng dalawang beses sa bilis ng pader. Ang magkatulad na pangangatwiran para sa kaso kapag bago ang epekto ang bola at ang plato ay gumagalaw sa parehong direksyon ay humahantong sa resulta na ang bilis ng bola ay bumaba ng dalawang beses sa bilis ng pader:

Sa pisika at matematika, bukod sa iba pang mga bagay, tatlong mahahalagang kondisyon ang dapat matugunan:

1. Pag-aralan ang lahat ng paksa at kumpletuhin ang lahat ng pagsusulit at takdang-aralin na ibinigay sa mga materyal na pang-edukasyon sa site na ito. Upang gawin ito, wala kang kailangan, lalo na: maglaan ng tatlo hanggang apat na oras araw-araw sa paghahanda para sa CT sa pisika at matematika, pag-aaral ng teorya at paglutas ng mga problema. Ang katotohanan ay ang CT ay isang pagsusulit kung saan hindi sapat na malaman lamang ang pisika o matematika, kailangan mo ring mabilis at walang kabiguan na malutas ang isang malaking bilang ng mga problema sa iba't ibang mga paksa at sa iba't ibang kumplikado. Ang huli ay matututuhan lamang sa pamamagitan ng paglutas ng libu-libong problema.
2. Alamin ang lahat ng mga formula at batas sa pisika, at mga formula at pamamaraan sa matematika. Sa katunayan, ito ay napakasimpleng gawin; mayroon lamang mga 200 na kinakailangang mga pormula sa pisika, at kahit na mas kaunti sa matematika. Sa bawat isa sa mga paksang ito ay may humigit-kumulang isang dosenang mga karaniwang pamamaraan para sa paglutas ng mga problema ng isang pangunahing antas ng pagiging kumplikado, na maaari ding matutunan, at sa gayon, ganap na awtomatiko at walang kahirapan sa paglutas ng karamihan sa CT sa tamang oras. Pagkatapos nito, kailangan mo lamang isipin ang pinakamahirap na gawain.
3. Dumalo sa lahat ng tatlong yugto ng rehearsal testing sa physics at mathematics. Ang bawat RT ay maaaring bisitahin ng dalawang beses upang magpasya sa parehong mga pagpipilian. Muli, sa CT, bilang karagdagan sa kakayahang mabilis at mahusay na malutas ang mga problema, at kaalaman sa mga pormula at pamamaraan, kailangan mo ring maayos na magplano ng oras, mamahagi ng mga puwersa, at higit sa lahat, punan nang tama ang form ng sagot, nang walang nakakalito sa bilang ng mga sagot at problema, o sarili mong apelyido. Gayundin, sa panahon ng RT, mahalagang masanay sa istilo ng pagtatanong sa mga problema, na maaaring mukhang hindi karaniwan sa isang hindi handa na tao sa DT.

Ang matagumpay, masigasig at responsableng pagpapatupad ng tatlong puntong ito ay magbibigay-daan sa iyo na magpakita ng isang mahusay na resulta sa CT, ang maximum ng kung ano ang iyong kaya.

Nakahanap ng pagkakamali?

Kung sa tingin mo ay nakakita ka ng error sa mga materyales sa pagsasanay, mangyaring sumulat tungkol dito sa pamamagitan ng email. Maaari ka ring mag-ulat ng error sa social network (). Sa liham, ipahiwatig ang paksa (physics o mathematics), ang pangalan o numero ng paksa o pagsusulit, ang bilang ng problema, o ang lugar sa teksto (pahina) kung saan, sa iyong palagay, mayroong pagkakamali. Ilarawan din kung ano ang pinaghihinalaang error. Ang iyong liham ay hindi mapapansin, ang pagkakamali ay itatama, o ipapaliwanag sa iyo kung bakit ito ay hindi isang pagkakamali.

Ang mga katangian ng enerhiya ng paggalaw ay ipinakilala sa batayan ng konsepto ng mekanikal na gawain o gawain ng puwersa.

Kahulugan 1

Ang Trabaho A na isinagawa ng isang pare-parehong puwersa F → ay isang pisikal na dami na katumbas ng produkto ng mga module ng puwersa at displacement na pinarami ng cosine ng anggulo α , na matatagpuan sa pagitan ng mga force vectors F → at ang displacement s →.

Ang kahulugan na ito ay tinalakay sa Figure 1. 18. 1.

Ang formula ng trabaho ay nakasulat bilang,

A = F s cos α .

Ang trabaho ay isang scalar na dami. Ginagawa nitong posible na maging positibo sa (0° ≤ α< 90 °) , отрицательной при (90 ° < α ≤ 180 °) . Когда задается прямой угол α , тогда совершаемая сила равняется нулю. Единицы измерения работы по системе СИ - джоули (Д ж) .

Ang isang joule ay katumbas ng gawaing ginawa ng isang puwersa na 1 N upang ilipat ang 1 m sa direksyon ng puwersa.

Larawan 1. 18. 1. Trabaho ng puwersa F →: A = F s cos α = F s s

Kapag ipinapalabas ang F s → pilitin ang F → papunta sa direksyon ng paggalaw s → ang puwersa ay hindi nananatiling pare-pareho, at ang pagkalkula ng trabaho para sa maliliit na paggalaw Δ s i ay summed up at ginawa ayon sa formula:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i .

Ang dami ng trabahong ito ay kinakalkula mula sa limitasyon (Δ s i → 0) at pagkatapos ay mapupunta sa integral.

Ang graphical na representasyon ng trabaho ay tinutukoy mula sa lugar ng curvilinear figure na matatagpuan sa ilalim ng graph F s (x) sa Figure 1. 18. 2.

Larawan 1. 18. 2. Graphic na kahulugan ng trabaho Δ A i = F s i Δ s i .

Ang isang halimbawa ng puwersa na nakasalalay sa coordinate ay ang elastic force ng spring, na sumusunod sa batas ni Hooke. Upang mabatak ang isang spring, kinakailangan na mag-aplay ng isang puwersa F →, ang modulus na kung saan ay proporsyonal sa pagpahaba ng tagsibol. Ito ay makikita sa Figure 1. 18. 3.

Larawan 1. 18. 3. Naka-stretch na tagsibol. Ang direksyon ng panlabas na puwersa F → ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw s →. F s = k x, kung saan ang k ay tumutukoy sa paninigas ng tagsibol.

F → y p = - F →

Ang dependence ng external force modulus sa x coordinates ay maaaring i-plot gamit ang isang tuwid na linya.

Larawan 1. 18. 4. Ang pag-asa ng external force modulus sa coordinate kapag ang spring ay nakaunat.

Mula sa figure sa itaas, posible na mahanap ang gawaing ginawa sa panlabas na puwersa ng kanang libreng dulo ng tagsibol, gamit ang lugar ng tatsulok. Ang formula ay kukuha ng form

Naaangkop ang formula na ito upang ipahayag ang gawaing ginawa ng isang panlabas na puwersa kapag pinipiga ang isang spring. Ang parehong mga kaso ay nagpapakita na ang nababanat na puwersa F → y p ay katumbas ng gawain ng panlabas na puwersa F → , ngunit may kabaligtaran na tanda.

Kahulugan 2

Kung maraming pwersa ang kumilos sa isang katawan, kung gayon ang pormula para sa kabuuang gawain ay magmumukhang kabuuan ng lahat ng gawaing ginawa dito. Kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa pagsasalin, ang mga punto ng aplikasyon ng mga puwersa ay gumagalaw nang pantay, iyon ay, ang kabuuang gawain ng lahat ng mga puwersa ay magiging katumbas ng gawain ng resulta ng inilapat na mga puwersa.

Larawan 1. 18. 5. Modelo ng gawaing mekanikal.

Pagpapasiya ng kapangyarihan

Kahulugan 3

kapangyarihan ay tinatawag na gawaing ginawa ng puwersa sa bawat yunit ng oras.

Ang pagtatala ng pisikal na dami ng kapangyarihan, na tinutukoy na N, ay nasa anyo ng ratio ng trabaho A sa tagal ng panahon t ng gawaing isinagawa, iyon ay:

Kahulugan 4

Ginagamit ng SI system ang watt (W t) bilang isang yunit ng kapangyarihan, katumbas ng lakas ng puwersa na gumagawa ng 1 J ng trabaho sa 1 s.

Kung may napansin kang error sa text, paki-highlight ito at pindutin ang Ctrl+Enter

Ang kahusayan ay nagpapakita ng ratio ng kapaki-pakinabang na gawaing isinagawa ng isang mekanismo o aparato sa gawaing ginastos. Kadalasan, ang ginagastos sa trabaho ay ang dami ng enerhiyang ginagamit ng isang device para gawin ang trabaho.

Kakailanganin mo

1. - sasakyan;
2. - thermometer;
3. - calculator.

Mga tagubilin

1. Upang makalkula ang koepisyent kapaki-pakinabang mga aksyon(kahusayan) hatiin ang kapaki-pakinabang na gawaing Ap sa gawaing ginastos na Az, at i-multiply ang resulta sa 100% (kahusayan = Ap/Az∙100%). Matatanggap mo ang resulta bilang isang porsyento.
2. Kapag kinakalkula ang kahusayan ng isang heat engine, isaalang-alang ang kapaki-pakinabang na gawain bilang ang mekanikal na gawain na ginagawa ng mekanismo. Para sa trabahong ginugol, kunin ang dami ng init na inilabas ng sinunog na gasolina, na siyang pinagmumulan ng enerhiya para sa makina.
3. Halimbawa. Ang average na puwersa ng traksyon ng makina ng kotse ay 882 N. Kumokonsumo ito ng 7 kg ng gasolina bawat 100 km ng paglalakbay. Tukuyin ang kahusayan ng makina nito. Humanap muna ng magandang trabaho. Ito ay katumbas ng produkto ng puwersa F at ang distansyang S na sakop ng katawan sa ilalim ng impluwensya nito Аn=F∙S. Tukuyin ang dami ng init na ilalabas kapag nagsusunog ng 7 kg ng gasolina, ito ang trabahong ginugol Az = Q = q∙m, kung saan ang q ay ang tiyak na init ng pagkasunog ng gasolina, para sa gasolina ito ay katumbas ng 42∙ 10^6 J/kg, at m ang masa ng gasolina na ito. Ang kahusayan ng engine ay magiging katumbas ng kahusayan=(F∙S)/(q∙m)∙100%= (882∙100000)/(42∙10^6∙7)∙100%=30%.
4. Sa pangkalahatan, upang mahanap ang kahusayan, anumang heat engine (internal combustion engine, steam engine, turbine, atbp.), Kung saan ang trabaho ay ginagawa ng gas, ay may koepisyent. kapaki-pakinabang mga aksyon katumbas ng pagkakaiba sa init na ibinibigay ng heater Q1 at natanggap ng refrigerator Q2, hanapin ang pagkakaiba sa pagitan ng init ng heater at refrigerator, at hatiin sa init ng heater efficiency = (Q1-Q2)/Q1. Dito, ang kahusayan ay sinusukat sa submultiple unit mula 0 hanggang 1 upang i-convert ang resulta sa isang porsyento, i-multiply ito ng 100.
5. Upang makuha ang kahusayan ng isang perpektong makina ng init (Carnot machine), hanapin ang ratio ng pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng heater T1 at refrigerator T2 sa heater temperature efficiency = (T1-T2)/T1. Ito ang pinakamataas na posibleng kahusayan para sa isang partikular na uri ng heat engine na may ibinigay na temperatura ng heater at refrigerator.
6. Para sa isang de-koryenteng motor, hanapin ang gawaing ginastos bilang produkto ng kapangyarihan at ang oras na kinakailangan upang makumpleto ito. Halimbawa, kung ang isang crane electric motor na may lakas na 3.2 kW ay nagtataas ng isang load na tumitimbang ng 800 kg sa taas na 3.6 m sa 10 s, kung gayon ang kahusayan nito ay katumbas ng ratio ng kapaki-pakinabang na trabaho Аp=m∙g∙h, kung saan m ay ang masa ng load, g≈10 m /s² acceleration ng libreng pagkahulog, h ay ang taas kung saan ang load ay itinaas, at ang trabaho ay ginugol Az = P∙t, kung saan ang P ay ang lakas ng makina, t ay nito oras ng pagpapatakbo. Kunin ang formula para sa pagtukoy ng kahusayan=Ap/Az∙100%=(m∙g∙h)/(P∙t) ∙100%=%=(800∙10∙3.6)/(3200∙10) ∙100% =90%.

Ano ang pormula para sa kapaki-pakinabang na gawain?

Gamit ito o ang mekanismong iyon, nagsasagawa kami ng trabaho na palaging lumalampas sa kinakailangan upang makamit ang layunin. Alinsunod dito, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng kumpleto o ginastos na gawaing Az at ang kapaki-pakinabang na gawaing Ap. Kung, halimbawa, ang aming layunin ay iangat ang isang load ng mass m sa taas na H, kung gayon ang kapaki-pakinabang na gawain ay ang dahil lamang sa pagtagumpayan ng puwersa ng gravity na kumikilos sa load. Sa isang pare-parehong pag-angat ng pag-load, kapag ang puwersa na inilalapat namin ay katumbas ng puwersa ng gravitational ng pagkarga, ang gawaing ito ay matatagpuan tulad ng sumusunod:
Ap =FH= mgH
Ang kapaki-pakinabang na gawain ay palaging isang maliit na bahagi lamang ng kabuuang gawaing ginagawa ng isang tao gamit ang isang makina.

Ang pisikal na dami na nagpapakita kung anong proporsyon ng kapaki-pakinabang na gawain ang kabuuang gawaing ginastos ay tinatawag na kahusayan ng mekanismo.

Ano ang work sa physics definition formula. nn

Tulungan akong mag-decipher ng physics formula

Kahusayan ng mga makina ng init (mga formula, mga kahulugan, mga halimbawa) magsulat! physics (mga formula, mga kahulugan, mga halimbawa) magsulat!