کار مکانیکی چیست؟ دانشنامه دانشکده

« فیزیک - درجه 10 »

قانون حفاظت از انرژی، قانون اساسی طبیعت است، که اجازه می دهد تا توصیف بیشتر پدیده های رخ دهد.

توصیف جنبش بدن نیز با کمک مفاهیم پویایی به عنوان کار و انرژی امکان پذیر است.

به یاد داشته باشید که چه کار و قدرت در فیزیک است.

آیا این مفاهیم با ایده های خانگی در مورد آنها همخوانی دارند؟

تمام اقدامات روزانه ما به این واقعیت کاهش می یابد که ما از عضلات استفاده می کنیم یا بدن های اطراف آن را در حرکت حرکت می دهیم و از این حرکت حمایت می کنیم یا بدن های متحرک را متوقف می کنیم.

این بدن ها ابزار کار (چکش، دسته، اره)، در بازی ها - توپ، واشر، قطعات شطرنج است. در تولید و کشاورزی، مردم نیز منجر به حرکت ابزارهای کار می شوند.

استفاده از ماشین ها چندین بار افزایش بهره وری را به دلیل استفاده از موتورهای آنها افزایش می دهد.

هدف هر موتور این است که بدن را در حرکت هدایت کند و این جنبش را حفظ کند، به رغم ترمز هر دو اصطکاک معمولی و مقاومت "کار" (برش نباید فقط بر روی فلز قرار بگیرد و به آن سقوط کرد تا تراشه ها را شلیک کند ؛ شخم باید زمین را منفجر کند، و غیره). در عین حال، قدرت باید بر روی بدن حرکت از موتور عمل کند.

کار همیشه در طبیعت انجام می شود، زمانی که قدرت (یا چند نیرو) بر روی هر بدن در جهت جنبش خود و یا علیه آن عمل می کند (سایر اجسام).

قدرت گرانش، زمانی که باران یا سنگ را با یک صخره می اندازد، کار می کند. در عین حال، قدرت مقاومت در برابر قطره های سقوط یا سنگ از هوا انجام می شود. باعث می شود کار و قدرت کشش، زمانی که درخت خم خم خم شد.

تعریف کار

قانون دوم نیوتن در فرم ضربه Δ \u003d Δt. به شما اجازه می دهد تا تعیین کنید که چگونه سرعت بدن در ماژول و جهت تغییر می کند، اگر نیروی آن در طول آن کار کند.

تأثیر بر روی بدن نیروهایی که منجر به تغییر در ماژول سرعت آنها می شود، ارزش را بسته به هر دو نیروها و حرکات تلفن مشخص می کند. این اندازه در مکانیک و تماس کار قدرت.

تغییر در سرعت ماژول تنها زمانی امکان پذیر است که پیش بینی نیروی F R به جهت حرکت بدن از صفر متفاوت باشد. این طرح ریزی است که اثر نیرویی را تعیین می کند که سرعت بدن را از طریق ماژول تغییر می دهد. او کار می کند بنابراین، کار را می توان به عنوان یک محصول از پیش بینی نیروی F r در ماژول جنبش مشاهده کرد |Δ| (شکل 5.1):

a \u003d f r | Δ |. (5.1)

اگر زاویه بین نیروی و جنبش توسط α مشخص شود، سپس f r \u003d fcosα.

در نتیجه، کار برابر است:

a \u003d | Δ | cosα. (5.2)

ایده روزمره ما از کار متفاوت از تعریف کار در فیزیک است. شما چمدان سنگین را نگه دارید و به نظر می رسد که شما یک کار را انجام می دهید. با این حال، از نقطه نظر آینه، کار شما صفر است.

کار قدرت ثابت برابر با محصول ماژول های نیرو و حرکت نقطه استفاده از نیروی و کوزین زاویه بین آنها است.

در مورد کلی، هنگام رانندگی یک بدن جامد، حرکت نقاط مختلف آن متفاوت است، اما هنگام تعیین کار نیروی، ما Δ ما جنبش نقطه درخواست خود را درک می کنیم. با جنبش پیشرفته سیستم عامل، حرکت تمام نقاط آن هماهنگ با حرکت نقطه استفاده از نیروی است.

کار، در مقابل قدرت و حرکت، یک بردار نیست، بلکه ارزش اسکالر است. این می تواند مثبت، منفی یا برابر صفر باشد.

علامت کار توسط نشانه کوزین گوشه بین نیرو و جنبش تعیین می شود. اگر< 90°, то А > 0، به عنوان کوزینو گوشه های تیز مثبت است. در α\u003e 90 درجه، عملیات منفی است، زیرا کنسانتره زاویه های احمقانه منفی است. در α \u003d 90 درجه (نیروی عمود بر جنبش)، کار انجام نشده است.

اگر نیروهای متعددی در بدن وجود داشته باشند، پیش بینی نیروی حاصل از جنبش برابر با میزان پیش بینی های نیروهای فردی است:

f r \u003d f 1r + f 2r + ... .

بنابراین، برای کار به عنوان یک نیروی حاصل می شود

a \u003d f 1r | Δ | + F 2R | Δ | + ... \u003d a 1 + و 2 + .... (5.3)

اگر قدرت چندگانه وجود دارد، پس از آن کار کامل (مقدار جبری کار تمام نیروها) برابر با کار نیروی حاصل می شود.

کار کامل کار را می توان به صورت گرافیکی نشان داد. من این را با نشان دادن وابستگی پیش بینی نیروی نیروی از مختصات بدن زمانی که آن را در یک خط مستقیم حرکت می کند توضیح دهید.

اجازه دهید بدن حرکت در امتداد محور اوه (شکل 5.2)، سپس

fcosα \u003d f x، | Δ | \u003d Δ x.

به کار نیروهای ما دریافت می کنیم

a \u003d f | Δ | cosα \u003d f x Δx.

واضح است که منطقه مستطیل شکل شده در شکل (5.3، a) به صورت عددی برابر با عمل است، زمانی که بدن را از نقطه با مختصات X1 به نقطه با مختصات X2 حرکت می دهد.

فرمول (5.1) معتبر است زمانی که پیش بینی نیروی بر جنبش ثابت است. در مورد یک مسیر منحنی، نیروی ثابت یا متغیر، ما مسیر را برای بخش های کوچک تقسیم می کنیم که می تواند به طور مستقیم در نظر گرفته شود و پیش بینی نیروی بر روی یک حرکت کوچک Δ - مقدار ثابت.

سپس محاسبه کار بر روی هر جنبش Δ و سپس جمع آوری این آثار، ما کار نیروی بر جنبش نهایی را تعیین می کنیم (شکل 5.3، B).

واحد کار

واحد کار را می توان با استفاده از فرمول اصلی (5.2) تاسیس کرد. اگر، هنگام حرکت بدن در هر واحد طول، نیروی برای آن معتبر است، ماژول آن برابر با یک است، و جهت نیروی هماهنگ با جهت حرکت نقطه خود را (α \u003d 0)، و سپس کار برابر با یکی خواهد بود. در سیستم بین المللی (ها)، واحد کار جول است (نشان می دهد J):

1 j \u003d 1 n 1 m \u003d 1 nm.

جامه - این کار انجام شده توسط نیروی 1 ساعت در حال حرکت 1 اگر جهت نیروی و حرکت همزمان است.

اغلب از واحدهای مختلف کار - Kilodzhoule و مگا جول استفاده کنید:

1 kj \u003d 1000 j,
1 mj \u003d 1000000 j.

کار را می توان در هر دو دوره بزرگ و برای بسیار کوچک انجام داد. با این حال، در عمل، بی تفاوت نیست، به سرعت کار می کند یا به آرامی کار می کند. زمان انجام کار انجام می شود، عملکرد هر موتور تعیین می شود. یک موتور الکتریکی کوچک می تواند یک کار بسیار بزرگی انجام دهد، اما زمان زیادی را صرف خواهد کرد. بنابراین، همراه با کار، اندازه آن نشان دهنده سرعت آن است که تولید می شود قدرت است.

قدرت نسبت کار A در فاصله زمانی زمان ΔT است، که برای این کار انجام می شود، به عنوان مثال قدرت سرعت کار است:

جایگزینی در فرمول (5.4) به جای کار و بیان آن (5.2)، ما دریافت می کنیم

بنابراین، اگر قدرت و سرعت بدن ثابت باشد، قدرت برابر با محصول ماژول بردار قدرت بر روی ماژول بردار سرعت و ماژول گوشه ای بین جهت این بردارها است. اگر این مقادیر متغیرها باشد، با توجه به فرمول (5.4)، شما می توانید قدرت متوسط \u200b\u200bرا تعیین کنید، شبیه به تعریف حرکت متوسط \u200b\u200bبدن است.

مفهوم قدرت برای ارزیابی کار در واحد زمان انجام شده توسط هر مکانیسم (پمپ، بلند کردن جرثقیل، موتور موتور و غیره) معرفی شده است. بنابراین، در فرمول ها (5.4) و (5.5)، نیروی محرک همیشه به معنای آن است.

در قدرت، قدرت در آن بیان شده است وات (W).

قدرت 1 W اگر کار برابر با 1 J برای 1 ثانیه انجام شود.

همراه با وات، واحد های قدرتمند (چندگانه) استفاده می شود:

1 کیلووات (کیلووات) \u003d 1000 W,
1 مگاوات (مگاوات) \u003d 1 000 000 w.

با کار مکانیکی (کار نیروی) شما قبلا از فیزیک مدرسه اصلی آشنا هستید. ما تعریف کار مکانیکی را برای موارد زیر یادآوری خواهیم کرد.

اگر نیروی درست مانند حرکت بدن، سپس کار نیروی کار هدایت می شود

در این مورد، کار نیروی مثبت است.

اگر نیروی مخالف جنبش بدن، سپس کار نیرویی است

در این مورد، کار نیروی منفی است.

اگر نیروی F_UC به طور عمود بر حرکت S_vec از بدن هدایت شود، پس عملیات نیروی صفر است:

کار یک مقدار اسکالر است. واحد کار Joule نامیده می شود (نشان می دهد: J) به افتخار دانشمند انگلیسی جیمز جول، که نقش مهمی در باز کردن قانون حفاظت از انرژی ایفا کرد. از فرمول (1) به شرح زیر است:

1 j \u003d 1 n * m

1. نوار با وزن 0.5 کیلوگرم در سراسر جدول با 2 متر حرکت کرد، با استفاده از نیروی کشش برابر 4 ساعت (شکل 28.1). ضریب اصطکاک بین نوار و جدول 0.2 است. چه چیزی برابر با کار عمل بر روی نوار است:
a) gravity m؟
ب) نیروهای واکنش طبیعی؟
ج) قدرت کشش؟
د) لغزش نیروی اصطکاک TR؟

کل کار نیروهای مختلفی که بر روی بدن عمل می کنند را می توان به دو روش یافت:
1. کار هر قدرت را پیدا کنید و این آثار را با نشانه های نشانه ها انجام دهید.
2. پیدا کردن برابر تمام نیروهای متصل به بدن و محاسبه کار نتیجه.

هر دو روش منجر به همان نتیجه می شود. برای اطمینان از بازگشت به کار قبلی و پاسخ به سوالات در مورد سوالات 2.

2. چه چیزی برابر است:
الف) آیا کار تمام نیروهایی که در نوار عمل می کنند؟
ب) نتیجه تمام نیروهای عمل بر روی نوار؟
ج) کار به عنوان برابر؟ به طور کلی، (هنگامی که نیروی F_UC به یک زاویه دلخواه به جنبش s_vec هدایت می شود) تعیین عملیات نیرویی است.

عملیات یک قدرت دائمی برابر با محصول ماژول نیروی F در هر ماژول حرکت S و بر روی کوزین زاویه α بین جهت نیروی و جهت حرکت است:

a \u003d fs cos α (4)

3. نشان دهید که از تعریف کلی کار، نتیجه گیری های نشان داده شده در طرح زیر را دنبال کنید. کلمات آنها را به صورت شفاهی و نوشتن در یک نوت بوک.

4. نیرویی به روی میز بر روی میز اعمال می شود، ماژول آن 10 N است. زاویه بین این نیرو و حرکت نوار، اگر، هنگام حرکت نوار روی میز، این نیروی این نیرو را انجام داد : a) 3 j؛ ب) -3 j؛ ج) -3 j؛ د) -6 j؟ نقاشی های توضیحی را انجام دهید.

2. کار گرانش

اجازه دهید بدن توده بدن به صورت عمودی از ارتفاع اولیه H H به ارتفاع نهایی H حرکت کند.

اگر بدن حرکت کند (H n\u003e H به، شکل 28.2، a)، جهت حرکت همزمان با جهت گرانش است، بنابراین کار گرانش مثبت است. اگر بدن حرکت می کند (H n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.

در هر دو مورد، کار گرانش

a \u003d mg (h n - h به). (پنج)

اکنون ما در هنگام رانندگی در زاویه به عمودی، کار گرانش را پیدا خواهیم کرد.

5. توده توده کوچک M در امتداد سطح شیب دار طول S و ارتفاع H (شکل 28.3) کاهش یافته است. هواپیما شیب دار زاویه α با عمودی است.

الف) زاویه بین جهت گرانش و جهت حرکت نوار چیست؟ یک نقاشی توضیحی ایجاد کنید.
ب) کار گرانش را از طریق M، G، S، α بیان کنید.
ج) بیان s از طریق H و α.
د) کار گرانش را از طریق M، G، H. بیان کنید
الف) کار قدرت گرانش هنگام رانندگی در کل همان هواپیما چیست؟

پس از اتمام این کار، مطمئن شوید که کار گرانش توسط فرمول (5) بیان می شود و سپس هنگامی که بدن به زاویه به عمودی حرکت می کند - هر دو پایین و بالا.

اما پس از آن فرمول (5) برای عملیات گرانش، زمانی که بدن در طول مسیر حرکت می کند، معتبر است، زیرا هر مسیر (شکل 28.4، a) را می توان به عنوان ترکیبی از "هواپیماهای شیب دار کوچک" نشان داد (شکل 28.4، ب) .

به این ترتیب،
کار گرانش هنگام رانندگی، اما هر مسیر به صورت فرمول بیان می شود

t \u003d mg (h h - h به)،

جایی که H H ارتفاع اولیه بدن، H به ارتفاع نهایی آن است.
کار گرانش به شکل مسیر بستگی ندارد.

به عنوان مثال، کار گرانش هنگام حرکت بدن از نقطه A به نقطه B (شکل 28.5) در امتداد مسیر 1، 2 یا 3 یکسان است. از اینجا، به ویژه، به شرح زیر است که ریبوت گرانش هنگام حرکت در امتداد یک مسیر بسته (زمانی که بدن به نقطه شروع می رسد) صفر است.

6. Mass Mass M، حلق آویز در طول موضوع L، رد 90 درجه، نگه داشتن یک موضوع فشرده، و بدون فشار آزاد منتشر شد.
الف) کار گرانش برای زمانی که توپ به سمت تعادل حرکت می کند (شکل 28.6) چیست؟
ب) کار نیروی کشش موضوع در همان زمان چیست؟
ج) کار نیروهای برابر به توپ، در همان زمان چیست؟

3. کار کشش

هنگامی که بهار به حالت غیرقابل انکار می رسد، قدرت کشش همیشه مثبت است: جهت آن با جهت حرکت هماهنگ است (شکل 28.7).

ما کار نیروی کشش را پیدا می کنیم.
ماژول این نیرو با ماژول تغییر شکل X با نسبت همراه است (نگاه کنید به بند 15)

کار این نیرو را می توان به صورت گرافیکی یافت.

ما ابتدا توجه داریم که کار قدرت ثابت به صورت عددی برابر با مساحت مستطیل تحت نمودار وابستگی نیروی جنبش است (شکل 28.8).

شکل 28.9 یک نمودار از وابستگی F (x) را برای نیروی کشش نشان می دهد. ما به لحاظ ذهنی تمام حرکت بدن را به شکاف های کوچکی تقسیم می کنیم تا بر هر یک از آنها نیروی را می توان ثابت کرد.

سپس بر روی هر یک از این شکاف ها کار می کند، عددی برابر با مساحت شکل زیر بخش مناسب نمودار است. تمام کار برابر با مقدار کار در این مناطق است.

بنابراین، در این مورد، کار عددی برابر با مساحت شکل زیر نمودار وابستگی f (x) است.

7. با استفاده از شکل 28.10، ثابت کنید که

کار نیروی کشش در بازگشت بهار به حالت خنثی شده توسط فرمول بیان شده است

A \u003d (KX 2) / 2. (7)

8. با استفاده از یک گراف در شکل 28.11، ثابت کنید که زمانی که تغییر شکل اسپرینگ از X N به X تغییر می کند تا کار نیروی کششی توسط فرمول بیان شود

از فرمول (8) ما می بینیم که کار نیروی کشش تنها بستگی به تغییر شکل اولیه و نهایی بهار دارد، بنابراین اگر بدن برای اولین بار تغییر شکل داده شود، و سپس آن را به حالت اولیه، و سپس کار نیروی باز می گردد از کشش صفر است. به یاد بیاورید که کار گرانش نیز به عنوان یک ویژگی مشابهی برخوردار است.

9. در لحظه اولیه، کشش بهار با سختی 400 نان بر متر 3 سانتیمتر است. بهار برای 2 سانتیمتر دیگر کشیده شد.
الف) تغییر شکل نهایی بهار چیست؟
ب) کار نیروی کششی بهار چیست؟

10. در لحظه اولیه بهار، سفتی 200 N / m با 2 سانتی متر کشیده می شود و در لحظه ای که به مدت 1 سانتی متر فشرده شده است. عملیات نیروی کششی بهار چیست؟

4. کار نیروی اصطکاک

اجازه دهید بدن بر روی یک پشتیبانی ثابت اسلاید کند. نیروی اصطکاک گلابی که بر روی بدن عمل می کند، همیشه مخالف جنبش است و بنابراین کار نیروی اصطکاک اسلاید در هر جهت حرکت منفی است (شکل 28.12).

بنابراین، اگر نوار را به سمت راست حرکت دهید، و PEG به همان فاصله سمت چپ، پس از آن، اگر چه آن را به موقعیت اولیه بازگشت، کل کار لغزش لغزش صفر نخواهد بود. این شامل مهمترین تفاوت در کار نیروی اصطکاک لغزش از کار گرانش و قدرت کشش است. به یاد بیاورید که کار این نیروها هنگام حرکت دادن بدن در یک مسیر بسته صفر است.

11. Luming Weighing 1 کیلوگرم بر روی میز نقل مکان کرد، به طوری که مسیر آن مربع با یک طرف 50 سانتی متر بود.
الف) آیا نوار به نقطه شروع بازگشت؟
ب) کل کار نیروی اصطکاک که بر روی نوار عمل می کند چیست؟ ضریب اصطکاک بین نوار و جدول 0.3 است.

5. قدرت

نه تنها کار انجام می شود، بلکه سرعت کار اغلب مهم است. این توسط قدرت مشخص شده است.

قدرت P نسبت به کار کامل A توسط فاصله زمانی T نامیده می شود، که این کار انجام می شود:

(گاهی اوقات قدرت مکانیک توسط حرف n، و در الکترودینامیک - حرف P. ما را در نظر می گیریم همان تنظیم قدرت راحت تر است.)

واحد قدرت وات است (نشان می دهد: W)، به نام مخترع انگلیسی جیمز وات نامگذاری شده است. از فرمول (9) آن را دنبال می کند

1 W \u003d 1 J / C

12. چه قدرت یک فرد را به طور مساوی افزایش می دهد یک سطل آب با وزن 10 کیلوگرم به ارتفاع 1 متر در عرض 2 ثانیه؟

اغلب، قدرت مناسب برای بیان از طریق کار و زمان، بلکه از طریق نیروی و سرعت است.

زمانی که نیرو در طول جنبش هدایت می شود، مورد را در نظر بگیرید. سپس کار نیروی A \u003d FS. جایگزینی این عبارت در فرمول (9) برای قدرت، ما دریافت می کنیم:

p \u003d (fs) / t \u003d f (s / t) \u003d fv. (10)

13. ماشین سواری جاده افقی با سرعت 72 کیلومتر در ساعت است. در عین حال، موتور آن قدرت 20 کیلو وات را توسعه می دهد. نیروی مقاومت جنبش خودرو چیست؟

سریع. هنگامی که ماشین در امتداد یک جاده افقی با سرعت ثابت حرکت می کند، نیروی محرک برابر با ماژول قدرت مقاومت به حرکت خودرو است.

14. چه مدت لازم است برای بلند کردن یکنواخت از بلوک بتن با وزن 4 تن به ارتفاع 30 متر، اگر قدرت موتور جرثقیل بلند 20 کیلو وات باشد، و کارایی موتور الکتریکی جرثقیل بلند 75 ساله است ٪؟

سریع. کارایی موتور الکتریکی برابر با هزینه کار بر روی بلند کردن موتور به بهره برداری از موتور است.

سوالات اضافی و وظایف

15. توپ با وزن 200 گرم از یک بالکن با ارتفاع 10 و در زاویه 45 درجه تا افق پرتاب شد. پس از رسیدن به حداکثر ارتفاع 15 متر در پرواز، توپ به زمین افتاد.
الف) هنگام بلند کردن توپ کار گرانش چیست؟
ب) کار گرانش چیست، زمانی که توپ نزولی است؟
ب) کار گرانش برای تمام وقت توپ چیست؟
د) آیا اطلاعات اضافی در مورد وضعیت وجود دارد؟

16. توپ با جرم 0.5 کیلوگرم به استحکام 250 نانومتر بر متر معلق است و در تعادل است. توپ بالا می رود، به طوری که بهار بی نظیر می شود، و آنها بدون فشار آزاد می شوند.
a) چه ارتفاع توپ را افزایش داد؟
ب) کار گرانش برای زمانی که در آن توپ حرکت می کند به سمت موقعیت تعادل حرکت می کند؟
ج) کار نیروی کششی برای زمانی که توپ به سمت تعادل حرکت می کند چیست؟
د) کار برابر با برابری تمام نیروهای متصل به توپ در طول زمانی که توپ به سمت تعادل حرکت می کند؟

17. Sanki با وزن 10 کیلوگرم بدون سرعت اولیه از یک کوه برفی با زاویه ی α \u003d 30 درجه و برخی از فاصله در امتداد سطح افقی حرکت می کند (شکل 28.13). ضریب اصطکاک بین سورتمه و برف 0.1. طول پایه کوه L \u003d 15 متر.

الف) ماژول نیروی اصطکاک زمانی که Skew در حال حرکت در امتداد سطح افقی است چیست؟
ب) کار نیروی اصطکاک هنگامی که Sanok در طول سطح افقی در راه 20 متر حرکت می کند، کار اصطکاک چیست؟
ج) هنگامی که سورتمه در حال حرکت در کوه است، ماژول نیروی اصطکاک چیست؟
د) کار نیروی اصطکاک در طول تبار Sanok چیست؟
الف) کار گرانش برای تبار Sanok چیست؟
الف) کار نیروهای خودکار عمل می کند که بر روی Sanki عمل می کنند، زمانی که آنها از کوه نزولی هستند؟

18. ماشین با وزن 1 T با سرعت 50 کیلومتر / ساعت حرکت می کند. موتور قدرت 10 کیلو وات را توسعه می دهد. مصرف بنزین 8 لیتر در هر 100 کیلومتر است. تراکم بنزین 750 کیلوگرم در متر مربع و احتراق حرارت خاص آن 45 مگاوات / کیلوگرم است. KPD موتور چیست؟ آیا اطلاعات اضافی در وضعیت وجود دارد؟
سریع. کارایی موتور حرارتی برابر با نسبت موتور انجام شده توسط موتور به مقدار گرما، که در طول احتراق سوخت جدا شده است.

هر جنبش عملکرد بدن را می توان با کار مشخص کرد. به عبارت دیگر، این عمل را مشخص می کند.

کار به عنوان:
محصول ماژول قدرت و مسیر بدن عبور می کند، توسط کوزین زاویه بین جهت نیروی و حرکت ضرب شده است.

کار در Joules اندازه گیری می شود:
1 [j] \u003d \u003d [kg * m2 / c2]

به عنوان مثال، بدن تحت عمل قدرت در 5 N، 10 متر گذشت. تعیین کار کامل.

از آنجا که جهت حرکت و عمل نیرویی همزمان است، زاویه بین بردار قدرت و بردار حرکت 0 درجه خواهد بود. فرمول ساده شده است، زیرا کوزین زاویه 0 درجه برابر با 1 است.

جایگزینی پارامترهای اولیه در فرمول، ما می بینیم:
A \u003d 15 J.

مثال دیگری را در نظر بگیرید، بدن وزن 2 کیلوگرم، حرکت با شتاب 6 m / s2، 10 متر بود. تعیین کار انجام شده توسط بدن، اگر آن را در امتداد هواپیما شیب دار در زاویه 60 درجه حرکت کرد.

برای شروع، ما محاسبه نیرویی را که لازم است برای اطلاع دادن به بدن برای سرعت بخشیدن به 6 m / s2 محاسبه کنیم.

f \u003d 2 کیلوگرم * 6 m / s2 \u003d 12 h.
تحت تاثیر 12 ساعت، بدن 10 متر گذشت. این کار را می توان با فرمول شناخته شده در حال حاضر محاسبه کرد:

جایی که، به عنوان 30 درجه است. جایگزینی داده های اولیه در فرمول ما دریافت می کنیم:
A \u003d 103، 2 J.

قدرت

بسیاری از ماشین آلات ماشین آلات عملیات مشابه را برای زمان های مختلف انجام می دهند. برای مقایسه آنها، مفهوم قدرت معرفی شده است.
قدرت یک مقدار است که نشان دهنده مقدار کار انجام شده در هر واحد زمان است.

قدرت در وات، به افتخار مهندس اسکاتلند جیمز واتا اندازه گیری می شود.
1 [وات] \u003d 1 [J / C].

به عنوان مثال، یک جرثقیل بزرگ، محموله با وزن 10 تن را در ارتفاع 30 متر در هر دقیقه افزایش داد. یک جرثقیل کوچک در همان ارتفاع 1 دقیقه افزایش 2 تن آجر. مقایسه قدرت جرثقیل.
ما کار انجام شده توسط جرثقیل را تعریف می کنیم. بار افزایش به 30 متر، در حالی که غلبه بر گرانش، بنابراین نیروی صرف شده برای بلند کردن کالاها برابر با قدرت تعامل زمین و محموله (F \u003d M * G) برابر است. و کار - کار نیروها برای فاصله عبور از محموله، یعنی ارتفاع.

برای یک جرثقیل بزرگ A1 \u003d 10 000 کیلوگرم * 30 m * 10 m / s2 \u003d 3 000 000 000، و برای کوچک A2 \u003d 2 000 کیلوگرم * 30 m * 10 m / s2 \u003d 600 000 J.
قدرت را می توان با تقسیم عملیات در آن زمان محاسبه کرد. هر دو جرثقیل محموله را در هر 1 دقیقه افزایش دادند (60 ثانیه).

از اینجا:
N1 \u003d 3 000 000 J / 60 C \u003d 50 000 W \u003d 50 کیلو وات.
N2 \u003d 600 000 J / 60 C \u003d 10 000 W \u003d 10 K W.
از داده های فوق، به وضوح دیده می شود که اولین جرثقیل 5 برابر قدرتمندتر است.

تقریبا همه چیز، بدون تفکر، پاسخ خواهد داد: در دوم. و آنها اشتباه خواهند کرد. وضعیت فقط مخالف است. در فیزیک، کار مکانیکی شرح داده شده است تعاریف زیر: کار مکانیکی زمانی انجام می شود که قدرت بر روی بدن عمل می کند و حرکت می کند. کار مکانیکی به طور مستقیم متناسب با قدرت اعمال شده و مسیر سفر است.

فرمول کار مکانیکی

کار مکانیکی توسط فرمول تعیین می شود:

جایی که یک کار است، F قدرت است، S مسیر سفر است.

پتانسیل (عملکرد بالقوه)، یک مفهوم توصیف یک کلاس گسترده از نقاط قدرت فیزیکی (الکتریکی، گرانشی، و غیره) و به طور کلی زمینه های مقدار فیزیکی نشان داده شده توسط ارائه (میدان سرعت مایع، و غیره). در مورد کلی، پتانسیل میدان بردار a ( ایکس.,y,z.) - عملکرد چنین تو(ایکس.,y,z.) a \u003d grad

35. هادی ها در میدان الکتریکی. ظرفیت الکتریکیهادی ها در میدان الکتریکی.هادی ها مواد را با حضور تعداد زیادی از شارژرهای آزاد در آنها نشان می دهند که قادر به حرکت در اثر یک میدان الکتریکی هستند. هادی ها شامل فلزات، الکترولیت ها، زغال سنگ هستند. در فلزات، حامل اتهامات آزاد الکترون ها از پوسته های بیرونی اتم ها هستند که در تعامل اتم ها به طور کامل روابط خود را از دست می دهند و به طور کلی به مالکیت کل هادی تبدیل می شوند. الکترون های آزاد در حرکت حرارتی مانند مولکول های گاز دخیل هستند و می توانند در هر جهت حرکت کنند. ظرفیت الکتریکی - ویژگی های هادی، اندازه گیری توانایی آن برای جمع آوری یک بار الکتریکی. در تئوری مدارهای الکتریکی، ظرف ظرفیت متقابل بین دو هادی نامیده می شود؛ پارامتر عنصر خازنی مدار الکتریکی که به صورت دو قطب نشان داده شده است. چنین کانتینر به عنوان نسبت مقدار بار الکتریکی به تفاوت بالقوه بین این هادی ها تعریف می شود.

36. ظرفیت یک کندانسور صاف.

ظرفیت یک خازن صاف

بنابراین ظرف یک خازن مسطح تنها به اندازه، شکل و ثابت دی الکتریک بستگی دارد. برای ایجاد یک خازن خازنی بزرگ، لازم است که منطقه صفحات را افزایش دهید و ضخامت لایه دی الکتریک را کاهش دهید.

37. تعامل مغناطیسی جریان در خلاء. قانون آمپرقانون آمپر در سال 1820، آمپر (دانشمند فرانسه (1775-1836)) یک قانون آزمایشی را که می توان آن را محاسبه کرد، ایجاد کرد نیروی عمل بر روی عنصر طول هادی با جریان است.

کجا - القاء مغناطیسی بردار، - بردار عنصر طول هادی صرف شده در جهت فعلی.

ماژول برق، جایی که زاویه بین جهت فعلی در هادی و جهت القاء میدان مغناطیسی است. برای هدایت مستقیم مستقیم با یک میدان همگن ToxAV

جهت نیروی فعلی را می توان تعیین کرد قوانین دست چپ:

اگر کف دست چپ دست قرار باشد، به طوری که جزء طبیعی (به جریان فعلی) میدان مغناطیسی در کف دست قرار دارد و چهار انگشت بلند در جریان جریان قرار می گیرند، انگشت شست نشان می دهد که جهت آن قدرت آمپیر را نشان می دهد معتبر است.

38. دیجیتیت میدان مغناطیسی. قانون Bio-Savara Laplaceتنش میدان مغناطیسی (تعیین استاندارد n. ) - بردار کمیت فیزیکیبرابر با تفاوت بردار القاء مغناطیسی ب و مغناطیسی بردار ج .

که در واحد بین المللی (SI): جایی که- ثابت مغناطیسی.

قانون BSL.قانون تعریف میدان مغناطیسی یک عنصر فعلی جداگانه

39. برنامه های کاربردی قانون Bio-Savara Laplace.برای زمینه فعلی مستقیم

برای یک نوبت دایره ای

و برای solenoid

40. القاء میدان مغناطیسیمیدان مغناطیسی با یک مقدار بردار مشخص می شود که القاء میدان مغناطیسی نامیده می شود (مقدار بردار، که ویژگی قدرت میدان مغناطیسی در این نقطه فضا است). مین (ب) این نیرویی نیست که بر روی هادی عمل نمی کند، این یک مقدار است که از طریق این نیرو با توجه به فرمول زیر است: b \u003d f / (i * l) (verbel: ماژول مل (ب) نسبت ماژول قدرت F برابر است، که میدان مغناطیسی بر روی هادی عمل می کند با جریان عمود بر خطوط مغناطیسی، به جریان در هادی I و طول هادی L.القاء مغناطیسی تنها به میدان مغناطیسی بستگی دارد. در ارتباط با این، القاء می تواند یک ویژگی کمی از میدان مغناطیسی باشد. آن را تعریف می کند، با اینکه میدان مغناطیسی نیرویی (Lorentz Power) میدان مغناطیسی را در حال حرکت در سرعت قرار می دهد. اندازه گیری شده در تسلا (1 TL). در همان زمان، 1 tl \u003d 1 n / (a \u200b\u200b* m). MI یک جهت دارد به صورت گرافیکی می توان آن را در قالب خطوط طراحی کرد. در زمینه های مغناطیسی همگن موازی، و بردار نیز در تمام نقاط هدایت می شود. به عنوان مثال، در مورد یک میدان مغناطیسی ناهمگن، زمینه های اطراف هادی با جریان، بردار القایی مغناطیسی در هر نقطه از فضا در اطراف هادی تغییر می کند و ممیزی های این بردار حلقه های متمرکز را در اطراف هادی ایجاد می کند .

41. حرکت ذرات در یک میدان مغناطیسی. قدرت لورنتزa) اگر ذرات به ناحیه میدان مغناطیسی همگن متصل شوند، و بردار V عمود بر بردار B است، سپس آن را در اطراف دایره شعاع R \u003d MV / QB حرکت می کند، از آنجا که نیروی lorentz fl \u003d MV ^ 2 / R نقش نیروی Centripetal را بازی می کند. دوره حمل و نقل T \u003d 2PIR / V \u003d \u200b\u200b2PM / QB است و به سرعت ذرات وابسته نیست (این درست فقط در V است<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

L. قدرت توسط رابطه تعیین می شود: fl \u003d q · v · b · sina (q - مقدار شارژ متحرک؛ v ماژول سرعت آن است؛ B - ماژول بردار القایی میدان مغناطیسی؛ زاویه بین بردار V و بردار C) قدرت لورنتز عمود بر سرعت و در نتیجه کار را انجام نمی دهد، ماژول نرخ شارژ و انرژی جنبشی آن را تغییر نمی دهد. اما جهت سرعت به طور مداوم تغییر می کند. قدرت Lorentz عمود بر بردارها در داخل و V، و جهت آن با استفاده از همان قاعده دست چپ به عنوان جهت نیروی آمپر تعیین می شود: اگر دست چپ واقع شده است به طوری که جزء القاء مغناطیسی در، عمود بر شارژ سرعت، در کف دست بود، و چهار انگشت با هدف حرکت یک بار مثبت (علیه حرکت منفی) هدف قرار گرفتند، سپس انگشت شست در 90 درجه رشته ای را نشان می دهد که جهت Lorentz F L را نشان می دهد.