Mechanická práce: co je to a jak se používá?

Abychom mohli charakterizovat energetické charakteristiky pohybu, byl zaveden koncept mechanické práce. A článek se jí věnuje ve svých různých projevech. Rozumět tématu současně a snadno a poměrně komplikovaně. Autor se upřímně snažil učinit zrozumitelnější a srozumitelnější a lze jen doufat, že cíl byl dosažen.

Co se nazývá mechanická práce?

Co je tzv. Pokud nějaká síla působí na tělo a v důsledku působení tohoto těla se pohybuje, pak se to nazývá mechanická práce. Když se přiblížíme z hlediska vědecké filozofie, lze zde rozlišovat několik dalších aspektů, ale článek se bude týkat tématu z hlediska fyziky. Mechanická práce není obtížná, pokud si myslíte na tu dobře napsaná slova. Ale slovo "mechanické" není obvykle psáno a všechno se snižuje na slovo "práce". Ale ne každá práce je mechanická. Zde je muž, který sedí a přemýšlí. Pracuje to? Mentálně ano! Ale je to mechanická práce? Ne A jestli jde muž? Pokud se tělo pohybuje silou, je to mechanická práce. Je to jednoduché. Jinými slovy, síla působící na tělo provádí (mechanickou) práci. A ještě jedna věc: v práci je možné charakterizovat výsledek působení určité síly. Takže, když člověk jde, některé síly (tření, gravitace atd.) Provádějí mechanickou práci na osobě a v důsledku své činnosti změní osoba svůj bod hledání, jinými slovy se pohybuje.

Práce jako fyzická veličina se rovná síle, která působí na tělo, vynásobená cestou, kterou tělo dopustilo pod vlivem této síly a ve směru, který naznačoval. Dá se říci, že byla provedena mechanická práce, pokud byly současně splněny dvě podmínky: síla působila na tělo a pohybovala se směrem jeho působení. Ale nedošlo k tomu, nebo by to nebylo provedeno, kdyby síly působily a tělo nemělo své místo v souřadnicovém systému. Zde jsou některé malé příklady, kdy se mechanická práce neděje:

1. Takže člověk může spadnout na obrovský balvan, aby ho mohl přemístit, ale postrádá sílu. Síla působí na kámen, ale nehýbe se a práce nedochází.
2. Tělo se pohybuje v souřadnicovém systému a síla je nulová nebo jsou všechny kompenzovány. To lze pozorovat při pohybu setrvačností.
3. Když směr pohybu, který se pohybuje, je kolmý na působení síly. Když se vlak pohybuje po vodorovné čáře, gravitační práce nevykonává.

V závislosti na určitých podmínkách je mechanická práce negativní a pozitivní. Takže pokud jsou směry a síly a pohyby těla stejné, pak je to pozitivní práce. Příkladem kladné práce je vliv gravitace na pádu kapky vody. Pokud je však síla a směr pohybu opačné, pak dochází k negativní mechanické práci. Příkladem takové možnosti je balón stoupající vzhůru a gravitace, což dělá negativní práci. Když je tělo ovlivněno několika silami, tato práce se nazývá "práce výsledné síly".

Vlastnosti praktické aplikace (kinetická energie)

Přechod od teorie k praktické části. Samostatně bychom měli mluvit o mechanické práci a jejích použití ve fyzice. Jak si mnozí pravděpodobně pamatovali, veškerá energie těla je rozdělena na kinetické a potenciální. Když je objekt v rovnovážné pozici a nikde se nepohybuje, jeho potenciální energie se rovná celkové energii a kinetická energie se rovná nule. Když začne pohyb, potenciální energie začíná klesat, kinetický růst, ale celkem se rovná celkové energii objektu. Pro materiální bod Kinetická energie je definována jako práce síly, která zrychlila bod z nuly na hodnotu H a ve vzorci je kinetika těla ½ * M * H, kde M je hmotnost. Chcete-li zjistit kinetickou energii objektu, který se skládá z mnoha částic, je nutné najít součet všech kinetické energie částice, a to bude kinetická energie těla.

Vlastnosti praktické aplikace (potenciální energie)

V případě, že všechny síly působící na tělo jsou konzervativní a potenciální energie se rovná součtu, pak práce není provedena. Tento postulát je známý jako zákon o ochraně. mechanická energie. Mechanická energie v uzavřeném systému je v časovém intervalu konstantní. Zákon o ochraně je široce používán k řešení problémů klasické mechaniky.

Vlastnosti praktické aplikace (termodynamika)

V termodynamice se práce, kterou plyne během roztažnosti, vypočítá integrál násobeného objemového tlaku. Tento přístup je použitelný nejen v případech, kdy existuje přesná funkce objemu, ale také ve všech procesech, které lze zobrazit v rovině tlaku / objemu. Znalost mechanické práce se aplikuje nejen na plyny, ale také na vše, co může vyvíjet tlak.

Vlastnosti praktické aplikace v praxi (teoretická mechanika)

V teoretické mechaniky jsou všechny výše uvedené vlastnosti a vzorce zkoumány podrobněji, zejména jsou to projekce. Rovněž poskytuje definici pro různé vzorce mechanické práce (příklad definice integrálu Rimmer): hranice, ke které souvisí součet všech sil elementárních děl, když jemnost dělení má tendenci k nule, se nazývá síla práce podél křivky. Pravděpodobně obtížné? Ale nic, s teoretickou mechanikou všechno. Ano, a veškerá mechanická práce, fyzika a další potíže skončily. Dále budou pouze příklady a závěry.

Mechanické měrné jednotky

Jouly se používají k měření práce v SI a CGS používá 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

Příklady mechanické práce

Abyste se konečně zabývali takovou koncepcí, jako je mechanická práce, měli byste studovat několik samostatných příkladů, které vám umožní zvážit to z mnoha, ale ne všech, stran:

1. Když člověk zvedne kámen s rukama, mechanická práce probíhá pomocí svalové síly rukou;
2. Když se vlak pohybuje po kolejích, je tažen tažnou silou traktoru (elektrická lokomotiva, dieselová lokomotiva atd.);
3. Pokud byste vzali pistoli a požár, pak kvůli síle tlaku, kterou vytvářejí práškové plyny, bude provedena práce: kulka se pohybuje podél hlaveň zbraně současně s nárůstem rychlosti samotné kulky;
4. Mechanická práce je také kdy třecí síla působí na tělo a nutí ho snížit rychlost svého pohybu;
5. Výše uvedený příklad s kuličkami, když se zvedají v opačném směru vzhledem ke směru gravitace, je také příkladem mechanické práce, avšak kromě gravitace působí také Archimedes, když se zvedne vše, co je lehčí než vzduch.

Co je síla?

Nakonec se chci dotknout tématu moci. Práce síly, která se uskutečňuje v jedné jednotce času, se nazývá moc. V podstatě je moc fyzickou veličinou, která je zobrazením vztahu práce k určitému časovému období, během kterého byla tato práce provedena: M = P / B, kde M je síla, P je práce, B je čas. Jednotka výkonu v síti SI označená v 1 wattu. Watt se rovná síle, která činí práci v jednom joule za sekundu: 1 W = 1 J1s.