የሜካኒካል ስራ እንዴት ይለካል? ለጋዝ ሥራ እና ለኃይል አፍታ ቀመሮች. የተግባር ምሳሌ

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

የሰውነት አጠቃላይ ሃይል ለውጥን የሚያመጣ በጠፈር ውስጥ ያለ ማንኛውም እንቅስቃሴ ከስራ ጋር የተያያዘ ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ, ይህ መጠን ምን እንደሆነ, ምን ዓይነት ሜካኒካል ሥራ እንደሚለካ እና እንዴት እንደሚገለጽ እንመለከታለን, እና በዚህ ርዕስ ላይ አንድ አስደሳች ችግር እንፈታዋለን.

እንደ አካላዊ ብዛት ይስሩ

የሜካኒካል ስራ የሚለካው በምን ላይ ነው የሚለውን ጥያቄ ከመመለሳችን በፊት ከዚህ እሴት ጋር እንተዋወቅ። እንደ ትርጉሙ፣ ሥራ የኃይሉ scalar ውጤት እና ይህ ኃይል ያስከተለው የሰውነት መፈናቀል ውጤት ነው። በሂሳብ የሚከተለውን እኩልነት መፃፍ እንችላለን፡

A=(FNSNG)።

ክብ ቅንፎች የነጥብ ምርትን ያመለክታሉ። ንብረቶቹን ስንመለከት፣ ይህ ቀመር በግልፅ እንደሚከተለው ይፃፋል፡

A=FScos(α)።

α በኃይል እና በተፈናቃዮች መካከል ያለው አንግል ባለበት።

ከጽሑፍ አገላለጾች ስንመለከተው ሥራው በኒውተን በሜትር (Nm) ይለካል። እንደሚታወቀው እ.ኤ.አ.ይህ መጠን joule (J) ይባላል። ማለትም ፣ በፊዚክስ ፣ ሜካኒካል ሥራ የሚለካው በስራ ክፍሎች ውስጥ ነው Joules። አንድ ጁል ከእንዲህ ዓይነቱ ሥራ ጋር ይዛመዳል ፣የአንድ የኒውተን ኃይል ከሰውነት እንቅስቃሴ ጋር ትይዩ በመሆን በአንድ ሜትር በጠፈር ላይ ያለውን ቦታ እንዲቀይር ያደርጋል።

በፊዚክስ ውስጥ የሜካኒካል ስራ መሰየምን በተመለከተ፣ ሀ የሚለው ፊደል ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውለው ለዚህ ነው (ከጀርመን አርዴይት - ጉልበት፣ ስራ) መሆኑ መታወቅ አለበት። በእንግሊዝኛ ቋንቋ ሥነ ጽሑፍ ውስጥ፣ የዚህን እሴት ስያሜ በላቲን ፊደል W ማግኘት ይችላሉ። በሩሲያኛ ቋንቋ ሥነ ጽሑፍ ይህ ፊደል ለኃይል የተጠበቀ ነው።

ስራ እና ጉልበት

የሜካኒካል ስራ እንዴት ይለካል የሚለውን ጥያቄ ስንወስን ክፍሎቹ ከኃይል ጋር ሲገጣጠሙ አይተናል። ይህ አጋጣሚ በድንገት አይደለም። እውነታው ግን የታሰበው አካላዊ መጠን በተፈጥሮ ውስጥ የኃይል መገለጫ መንገዶች አንዱ ነው። ማንኛውም የአካል እንቅስቃሴ በኃይል መስኮች ወይም በሌሉበት ጊዜ የኃይል ወጪዎችን ይጠይቃል። የኋለኞቹ የሰውነት እንቅስቃሴዎችን እና እምቅ ኃይልን ለመለወጥ ያገለግላሉ። የዚህ ለውጥ ሂደት በሚሰራው ስራ ይታወቃል።

ሀይል የአካላት መሰረታዊ ባህሪ ነው። በገለልተኛ ስርዓቶች ውስጥ ይከማቻል, ወደ ሜካኒካል, ኬሚካል, ሙቀት, ኤሌክትሪክ እና ሌሎች ቅርጾች ሊለወጥ ይችላል. ሥራ የኃይል ሂደቶች ሜካኒካዊ መገለጫ ብቻ ነው።

በጋዞች ውስጥ በመስራት ላይ

ከላይ የተጻፈው አገላለጽ እንዲሰራመሰረታዊ ነው። ሆኖም ይህ ፎርሙላ ከተለያዩ የፊዚክስ ዘርፎች የተግባር ችግሮችን ለመፍታት ተስማሚ ላይሆን ይችላል፣ስለዚህ ከሱ የተገኙ ሌሎች አባባሎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። ከእንደዚህ አይነት ጉዳይ አንዱ በጋዝ የተሰራ ስራ ነው. የሚከተለውን ቀመር በመጠቀም ለማስላት አመቺ ነው፡

A=∫_V(PdV)።

እዚህ P በጋዝ ውስጥ ያለው ግፊት ነው ፣ V መጠኑ ነው። በምን አይነት ሜካኒካል ስራ እንደሚለካ ማወቅ፣የተዋሃዱ አገላለጾችን ትክክለኛነት ማረጋገጥ ቀላል ነው፡-

Pam³=N/m²m^{3=N m=ጄ.}

በአጠቃላይ ግፊቱ የድምጽ መጠን ነው፣ስለዚህ ውህደቱ የዘፈቀደ ቅርጽ ሊይዝ ይችላል። በ isobaric ሂደት ውስጥ, የጋዝ መስፋፋት ወይም መጨመር በቋሚ ግፊት ይከሰታል. በዚህ ሁኔታ, የጋዝ ስራው ከዋጋው P ቀላል ምርት እና በድምጽ መጠኑ ላይ ካለው ለውጥ ጋር እኩል ነው.

ሰውነቱን በዘንግ ላይ እያዞሩ ይስሩ

የማሽከርከር እንቅስቃሴ በተፈጥሮ እና በቴክኖሎጂ የተስፋፋ ነው። እሱም በቅጽበት ጽንሰ-ሀሳቦች (ኃይል, ሞመንተም እና ኢነርጂ) ተለይቶ ይታወቃል. አንድ አካል ወይም ስርዓት በተወሰነ ዘንግ ዙሪያ እንዲሽከረከሩ ያደረጉ የውጭ ኃይሎችን ሥራ ለመወሰን በመጀመሪያ የኃይል ጊዜን ማስላት አለብዎት። እንደሚከተለው ይሰላል፡

M=Fd.

መ ከኃይል ቬክተር እስከ የመዞሪያው ዘንግ ያለው ርቀት የት ነው ትከሻ ይባላል። በአንዳንድ ዘንግ ዙሪያ ባለው አንግል ወደ ስርአቱ እንዲዞር ያደረገው ቶርኬ ኤም የሚከተለውን ስራ ይሰራል፡

A=Mθ.

እዚህ ኤምበNm ይገለጻል እና θ አንግል በራዲያን ነው።

የፊዚክስ ተግባር ለሜካኒካል ስራ

በጽሁፉ ላይ እንደተገለጸው ስራው ሁል ጊዜ የሚሰራው በዚህ ወይም በዚያ ሃይል ነው። የሚከተለውን አስደሳች ችግር አስቡበት።

ሰውነቱ በ25o ላይ ወደ አድማስ ያዘነበለ አውሮፕላን ላይ ነው። ወደ ታች በመንሸራተት ሰውነቱ የተወሰነ የእንቅስቃሴ ጉልበት አግኝቷል። ይህንን ጉልበት, እንዲሁም የስበት ኃይልን ለማስላት አስፈላጊ ነው. የሰውነት ክብደት 1 ኪ.ግ ነው, በአውሮፕላኑ ውስጥ የተጓዘበት መንገድ 2 ሜትር ነው. ተንሸራታች ግጭት መቋቋም ችላ ሊባል ይችላል።

በማፈናቀሉ ላይ የሚመራው የሀይል ክፍል ብቻ እንደሚሰራ ከላይ ታይቷል። በዚህ ሁኔታ ውስጥ የሚከተለው የስበት ኃይል ክፍል ከቦታ መፈናቀል ጋር አብሮ እንደሚሰራ ማሳየት ቀላል ነው፡

F=mgsin(α)።

እዚህ α የአውሮፕላኑ የማዘንበል አንግል ነው። ከዚያ ስራው እንደሚከተለው ይሰላል፡

A=mgsin(α)S=19.810.42262=8.29 J.

ይህም የስበት ኃይል አወንታዊ ስራ ይሰራል።

አሁን የሰውነታችንን የእንቅስቃሴ ሃይል በመውረድ መጨረሻ ላይ እንወቅ። ይህንን ለማድረግ ሁለተኛውን የኒውቶኒያ ህግ አስታውስ እና ፍጥነቱን አስላ፡

a=F/m=gsin(α)።

የሰውነት መንሸራተት ወጥ በሆነ መልኩ የተፋጠነ ስለሆነ፣የእንቅስቃሴውን ጊዜ ለመወሰን ተጓዳኝ ኪኒማቲክ ቀመሩን የመጠቀም መብት አለን።

S=at2/2=>

t=√(2S/a)=√(2S/(gsin(α))))።

በመውረድ መጨረሻ ላይ ያለው የሰውነት ፍጥነት እንደሚከተለው ይሰላል፡

v=at=gsin(α)√(2S/(gsin(α))))=√(2Sgsin(α))።

የትርጉም እንቅስቃሴ እንቅስቃሴ ጉልበት የሚወሰነው በሚከተለው አገላለጽ ነው፡

E=mv2/2=m2Sgsin(α)/2=mSgsin(α)።

አስደሳች ውጤት አግኝተናል፡ የኪነቲክ ኢነርጂ ቀመር ቀደም ብሎ ከተገኘው የስበት ኃይል መግለጫ ጋር የሚዛመድ ሆኖ ተገኝቷል። ይህ የሚያመለክተው ሁሉም የኃይሉ ሜካኒካዊ ሥራ የተንሸራታቹን የሰውነት ጉልበት ለመጨመር ያለመ ነው። በእውነቱ፣ በግጭት ሀይሎች ምክንያት፣ ስራው ሁል ጊዜ ከጉልበት E. ይበልጣል።