Механическая работа. В чем измеряются работы

Физика
В чем измеряются работы - Второй закон Ньютона Страшные истории международных перевозок Превращение форм материи Масса и плотность Момент силы

Буква n используется для провозглашения власти. Это понятие введено для того, чтобы можно было сравнивать потенциальные характеристики мощности (устройств, оборудования). Мощность равна работе, связанной с периодом времени, в течение которого она производится.

Физика — вспомнить всё. Понятия и определения.

Когда тело ускоряется, на него что-то действует. Но как найти это «что-то»? Например, какая сила действует на тело у поверхности Земли? Гравитация — это сила тяжести, направленная вертикально вниз, подобно весу, и на высоту, гораздо меньшую, чем радиус Земли $.<\large R>$, практически не зависит от высоты — равна

SO -CALLED ускорение силы тяжести. В горизонтальном направлении тело движется с постоянной скоростью, а в вертикальном — согласно второму закону Ньютона.

После сокращения $$.<\large m>$ приобретает ускорение в направлении $$.<\large x>$ фиксирована и равна $.<\large g>$. Это хорошо известное движение свободного тела, описываемое уравнением

В чем сила измеряется?

Во всех руководствах и смартбуках мощность обычно выражается в Ньютонах, но в моделях, используемых физиками, Ньютоны нигде не используются. Это чрезвычайно раздражает.

Ньютон (S) — это производная единица мощности в Международной системе единиц (СИ). Начиная со второго закона Ньютона, ньютоновская единица определяется как сила, изменяющая скорость за одну секунду на один килограмм в секунду в направлении действия силы.

Таким образом, 1 n = 1 кг-м/с².

Сила в килограммах (кгс или кг) — это гравиметрическая единица, равная силе, действующей на тело массой 1 кг в гравитационном поле Земли. Поэтому, по определению, сила одного килограмма равна 9,80665 Н. Это удобно, потому что килограмм силы равен килограмму веса тела. 1 кгс = 9,80665 ньютонов (около 10 н) 1n≈0.10197162 кгс≈0.1 кгс

Закон тяготения

Каждый объект во Вселенной притягивается друг к другу силой, пропорциональной его массе, и наоборот.

Можно добавить, что каждое тело реагирует на действующую на него силу величиной, обратно пропорциональной массе тела, ускоряясь и разгоняясь в направлении действия этой силы.

В контексте классической техники гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона.<\large m_1>$ и $<\large m_2>$ это далеко друг от друга$<\large R>$ это

где $<\large G>$ — гравитационная постоянная, равная $<\large 6,673 \cdot <10^<-11>> m ^3 / \left (kg \cdot ^2

ight) > $. Символ минус означает, что сила, действующая на испытуемое тело, всегда направлена от испытуемого тела к источнику гравитационного поля вдоль радиального вектора. Это означает, что гравитационное взаимодействие всегда приводит к притяжению тела. Гравитационное поле динамично. Это означает, что можно ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения пары тел, и что эта энергия не изменится после того, как тела будут двигаться по замкнутому контуру. Способность гравитационного поля поддерживать сумму кинетической и динамической энергии часто подразумевает закон, который значительно упрощает решение при изучении движения тела в гравитационном поле. В контексте Nervonia Engineering гравитационные взаимодействия являются дальнодействующими. Это означает, что каждая часть гравитационного потенциала и гравитационной силы в пространстве, независимо от того, как движется большое тело, зависит только от положения тела в данный момент времени.

В чем измеряется в физике, единицы

Когда ложка падает, происходит смещение. Только гравитация направлена в ту же сторону, что и смещение. Это означает, что он функционирует положительно.

В физике для количественной оценки количества механических проектов была введена специальная единица — джоуль. Джоуль (Международная система единиц) равен работе силы в один ньютон, перемещающей тело на один метр.

v = (2500 кг * 10 н / кг * 30%) / (10000 ч * 10 с * cos150)

Даже если сила приложена, цена проекта может быть нулевой. Это происходит при отсутствии смещения. Поэтому для того, чтобы работа состоялась, должны существовать два условия. Это наличие силы и расстояние, на которое перемещается тело.

С другой стороны, для примера, допустим, что в условиях гравитации астронавт толкает объект, движущийся от него. В этом случае космонавт не прилагает никаких усилий к объекту, и работа не совершается (пространственное состояние). Этот тип движения является неактивным.

Как найти, основные формулы и примеры вычислений

Килоцаул (KJ), равный 1000 дж, также используется для проектных измерений.

  1. Через известное значение кинетической энергии: A=EВ дополнение к вышеперечисленным типам, для размещения механических проектов используются следующие методы математического расчетаK2-eK1В дополнение к вышеперечисленным типам, для размещения механических проектов используются следующие методы математического расчетаK2-e — значения начальной и конечной кинетической энергии тела. При этом скорости движения тел значения не имеют.
  2. Через значения потенциальной энергии: A=-(EK1K2-ep1K1K2-e — значения начальной и конечной потенциальной энергии тела.
  3. При совершении работы силой упругости пружины: A=(kx1p12 2)ɛ(ɛ div \)2-(kx)1 2)ǫ(ǫ div \)2 (k — модуль упругости, x2 — координаты тела до и после совершения работы силой упругости, т.е. величина растяжения пружины).
  4. При совершении работы силой Кулона (при передвижении электрического заряда): A=(q1 и х2 \(⌘ раз \)q) \(\ div4 \ pi \ xi \)o1r1 и х2 \(⌘ раз \)q) \(\ div4 \ pi \ xi \)o2r (r)1 (r2 и р1 — Лучи нагрузки в начале и конце движения, q2 — величины этих зарядов). Если расстояние между зарядами увеличивается, силы отталкивания «работают положительно», если уменьшается — «отрицательно».
  5. Для определения работы, совершаемой силами гравитации: A= \(ϒ\times\) (m1 и q2 \ \ \ раз \ раз \ раз \ раз2 \ (ϒ div \) r1 и q2 \ \ \ раз \ раз \ раз \ раз1). В данном случае расчет производится с привлечением гравитационной постоянной величины ϒ. Механическая работа сил гравитации определяется исходя из радиус-векторов в начальной и конечной точках движения.

Особенности практического применения механической работы

(\(ϒ div \)r )

Когда две силы разного размера выполняют одну и ту же задачу, время, необходимое для перемещения тела, будет разным. Величина этой разницы зависит от мощности силы.

Буква n используется для провозглашения власти. Это понятие введено для того, чтобы можно было сравнивать потенциальные характеристики мощности (устройств, оборудования). Мощность равна работе, связанной с периодом времени, в течение которого она производится.

Буква n используется для обозначения силы. Это понятие введено для сравнения потенциальных характеристик силы (устройства, оборудования). Мощность равна проекту, связанному с периодом времени, в течение которого она производится.

Смысл понятия — идея о том, сколько работы может быть произведено в единицу времени.

Здесь n — мощность, a — проект, а t — время.

Для общего обозначения мощности в СИ используются ватты. Ватт равен мощности, необходимой для работы одного джоуля за одну секунду.

SO -CALLED ускорение силы тяжести. В горизонтальном направлении тело движется с постоянной скоростью, а в вертикальном — согласно второму закону Ньютона.

Результирующая работа сил

SO -CALLED ускорение силы тяжести. В горизонтальном направлении тело движется с постоянной скоростью, тогда как вертикальное движение происходит в соответствии со вторым законом Ньютона.

Результирующая механическая работа многих сил равна сумме их соответствующих работ.Если сдвиг считается очень маленьким (dsI

→ 0), мы можем перейти к интегралу ɛ mathm = \ int_^ f(x)d x \.

Механическая работа

Случаи, когда механическая работа не совершается

  • Сила действует, но тело своего местоположения не меняет и не деформируется. Например, когда мы пытаемся сдвинуть с места большой, тяжёлый шкаф;
  • Тело движется, но на него не действуют никакие силы либо их действие скомпенсировано. Например, когда тело движется в безвоздушном пространстве только по инерции;
  • Сила и перемещение перпендикулярны друг другу. Например, когда на тело действует центростремительная сила.

Графическая работа выражается как площадь фигуры на графике, показывающем зависимость мощности от координат.

Из вышесказанного следует, что для выполнения работы необходимо приложить силу к телу и перемещать его под воздействием этой силы.

Мощность: определение, формулы

У вас нет времени, чтобы сделать работу самостоятельно?

В физике мощность — это количество выполненного проекта в часах.Человек, который выражает проект через власть, является следующим ߋ boldsymbol

\Ў.

Это очень похоже на тип выражения скорости, только вместо работы, говорит Shift. Это не простое совпадение. Мощность можно описать как скорость, с которой фактически выполняется работа.

Некоторые типы для выражения власти

n = f* s/Δt= f* v = f* v cos a

v — вектор скорости, v — абсолютное значение скорости, a — угол между скоростью объекта и линией действия силы на него.

Из первого уравнения для мощности, приведенного выше, вытекает единица измерения. Если работа измеряется в джоулях, а время — в секундах, то логично предположить, что мощность измеряется в джоулях/секунду J/s в системе СИ. Это правда. Единица измерения мощности называется ватт. Один ватт эквивалентен одному джоулю и расходуется за одну секунду. Однако, поскольку эта мощность так мала, на практике обычно используются единицы в 1 000 ватт. Он обозначается киловаттами (кВт).

На практике мощность часто называют лошадиными силами. Это единица измерения мощности вне системы. Одна лошадиная сила соответствует 0,735 кВт или 745,7 Вт. Это так называемая электрическая лошадиная сила, традиционно используемая только в России. Также доступны механические, метрические и гидравлические лошадиные силы. Все они незначительно отличаются от указанных выше цен.

Потенциальная энергия

Механическая работа представляет собой силу, приложенную к объекту, — масштабную величину, которая перемещает объект на определенное расстояние. Она прямо пропорциональна величине этой силы и расстоянию, на которое перемещается тело под действием этой силы.

Это физическое свойство является частью полной механической энергии. Он описывает положение тела в динамическом поле (источник энергии). Кроме того, эта величина дает только оценку всей системы. Он не пригоден для характеристики отдельных точек. Оценивается не размер, а его изменение.

Единицей измерения является Дж или эрг. Наиболее часто используемыми графическими символами являются U, Еп и W.

  • в пределах земного притяжения;
  • в зоне действия электростатических полей;
  • в системах механической природы.

Различают следующие виды потенциальной энергии

  • m – масса;
  • g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2);
  • h – высота центра массы тела над нулевым уровнем.

Для объектов, расположенных близко к поверхности Земли, уравнение имеет вид

Нулевой уровень может быть выбран произвольно.

Заряженная точка с потенциалом φ (r→) в электростатическом поле обладает динамической энергией Er. Этот показатель рассчитывается с помощью уравнения

где qp — заряд в этой точке.

В механической системе различные ее точки взаимодействуют при упругой деформации тела. Эти взаимодействия могут быть охарактеризованы их потенциальной энергией.

Упругая деформация может быть записана как

Работа в термодинамике

где k — жесткость (упругость), а ∆x — смещение от положения равновесия.

Что такое работа сил, измеряемая в термодинамике? Термодинамика рассматривает процесс преобразования системы, приводящий к изменению объема системы. Изменение внутренней энергии тела — это работа. Лучший способ проанализировать это — использовать пример газа, действующего на поршень. Предположим, что газ давит на поверхность поршня с силой F→’. Согласно третьему закону Ньютона, поршень направлен в сторону, противоположную силе, действующей на газ. Отсюда следует, что F→’=—F→.

Под давлением газа (p) поршень начинает двигаться ∆h. мала, можно сказать, что p = const. В этом случае работа равна A’= F’* ∆h. Теперь мы можем заменить значение F’=p * S где S — поверхность, толкающая газ. Уравнение становится.

Сила против

Работа силы в теоретической механике

Если газ расширяется, то проект положительный. Это происходит потому, что поршень движется в том же направлении, что и F →’. Если газ сжимается, то работа отрицательна, так как поршень движется в направлении, противоположном F →’.

При изучении преобразования любой формы механического движения в другие виды движения в теоретической инженерии используется понятие работы силы. При расчетах направление и измерение этой силы F считаются постоянными. Формула имеет вид.

  • если угол α между направлением силы и перемещением равен нулю, то A = F*s;
  • работа А имеет положительное значение, если α меньше 900, и отрицательное, если он больше 900;
  • при α = 900 между направлениями силы и перемещения работа равна нулю;
  • при α = 0, когда направления F и s совпадают, А = F*s;
  • при α = 1800 (сила и перемещение противоположны по направлению), А = — F*s.

Знак A зависит от угла A. Размер проекта зависит от направления.

В отдельных случаях теоретической инженерии рассматривается действие силы при движении точки по криволинейной траектории и вращении вокруг оси.

Полезная или затраченная работа

Более важным, чем работа и энергия, является размер, называемый мощностью. Мощность характеризует количество работы, выполняемой в единицу времени, или производительность машин и механизмов, аналогично физическому труду человека.

Тело, выполняющее одну и ту же энергию, имеет два проектных значения. Первый из них рассчитывается в соответствии с обычными видами работ.

Вторая стоимость не имеет калькуляции общего типа и измеряется на практике. Разница между фактически выполненной работой и теоретически выполненной работой является коэффициентом производительности. Он рассчитывается следующим образом:.

Коэффициент эффективности = полезность / стоимость, выражается как

Работа над термодинамикой

Мощность

выраженное в процентах. Коэффициент полезного действия всегда меньше 100.

Средняя работа за единицу времени (в секундах) — это мощность. Тип расчета следующий.

Работа может, при необходимости, заменить известные виды расчетов. Ответ выражается в ваттах.

Однако для равномерных движений можно использовать и другой тип.

Примеры решения задач

Если заменить мгновенную скорость на нормальную скорость, то получится значение мгновенной мощности.

Мощность и эффективность

Задача 1

Давайте рассмотрим несколько простых задач по механической работе.

Проект, на котором выполнен подъемный механизм, поднимает блок весом 10 фунтов на высоту 50 метров.

Для того чтобы поднять тело, необходимо преодолеть силу тяжести, действующую на него. Другими словами, сила F, с которой блок поднимается, равна силе, с которой он притягивается к земле. Поскольку последнее равно m * g, для нахождения окончательного результата требуется только модифицированная версия стандартного типа, приведенного выше: a = s * m * g.

Используя простую математику, находим числовой ответ: a = s * m * g.

Задача 2

Однако мы не всегда говорим о силе тяжести.

Какую работу совершает сила упругости, когда пружина с жесткостью 10 н/м, сжатая на 20 см, возвращается в исходное состояние? Система закрыта, и на пружину не действуют внешние силы.

Первое, что нужно сделать, это найти f самой упругости. Ее вид — f = x * | k |, где x — длина, на которую пружина сжимается или разжимается, а k — коэффициент жесткости. Поскольку смещение пружины равно ее деформации, то окончательный вид в этом случае имеет вид: a = s * x * k = x * x * k = x^2 * k.

Затем ответ вычисляется с помощью базового расчета

a = (0,2 м)^2 * 10 н/м = 0,04 * 10 = 0,4 Дж.

Задача 3

Однако во всех задачах, касающихся этого вопроса, движение тела прямолинейное.

Если для полного оборота требуется 10 кДж, рассчитайте силу, действующую на колесо. Диаметр колеса равен 40 см, а толщина шины — 10 см.

В этом случае вам нужно найти f вместо a, но вы можете сделать это с помощью того же типа. Возьмите точку на поверхности колеса. При вращательном движении предположим, что его вектор противостоит приложенному вектору силы, поэтому косинусом уравнения можно снова пренебречь. Таким образом, при вращении колеса точка равна длине окружности, которую можно вычислить как 2PR или PD. Диаметр окружности можно найти по представленным данным: общий диаметр диска и двойная толщина шины, т.е. 40 см + 2 * 10 см = 40 см + 20 см = 60 см = 0,6 м.

Теперь, когда вы можете рассчитать расстояние, у вас есть все данные, чтобы перейти к определению мощности.

F = 10 кДж / (3,14 * 0,6 м) = 10000 Дж / 1,884 м = ~ 5308 Н.

Тип проекта в данном случае — a = f *π * d. Тогда мощность может быть выражена как f = a / (π * d) соответственно.

Задача 4

В заключение решим самый сложный вариант задачи, включающий все вышеперечисленное.

Автомобиль Volkswagen весом 2 500 кг поднимается в гору. Это должна быть минимальная скорость, чтобы оставаться на вершине холма. Его сила тяги составляет 10 кН, время работы двигателя — 10 секунд, производительность — 30%, а угол наклона холма — 60 градусов. Трение и другие силы игнорируются.

На первый взгляд, проблема может показаться сложной, но для ее решения используются только простые типы.

Запишем проблему в более простой форме.

Угол a = 150 0 (60 + 90, так как сила тяжести действует под углом 90 к горизонтали)

Шаг 1. Условное обозначение A1 (притяжение) = α2 (толчок).

Шаг 3. Общий вид: Mg = f * v * cosa * t / производительность.

Оцените статью
Uhistory.ru