Puna e forcës kuptimi fizik formula masa e matjes. Energjia e mundshme dhe kinetike

Karakteristikat energjetike të lëvizjes paraqiten në bazë të konceptit të punës mekanike ose punës së forcës.

Puna A e kryer forcë konstante F → , është sasi fizike, e barabartë me produktin e moduleve të forcës dhe zhvendosjes të shumëzuar me kosinusin e këndit α , i vendosur midis vektorëve të forcës F → dhe zhvendosjes s →.

Ky përkufizim diskutuar në figurën 1. 18. 1.

Formula e punës shkruhet si:

A = F s cos α .

Puna është një sasi skalare. Kjo bën të mundur që të jetë pozitiv në (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) .

Një xhaul është i barabartë me punën e bërë nga një forcë prej 1 N për të lëvizur 1 m në drejtim të forcës.

Figura 1. 18. 1. Puna e forcës F →: A = F s cos α = F s s

Kur projektohet F s → forca F → në drejtimin e lëvizjes s → forca nuk mbetet konstante, dhe llogaritja e punës për lëvizje të vogla Δ s i përmblidhet dhe prodhohet sipas formulës:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i .

Kjo shumë puna llogaritet nga kufiri (Δ s i → 0), pas së cilës kalon në integral.

Paraqitja grafike e veprës përcaktohet nga zona figura e lakuar, i vendosur nën grafikun F s (x) në figurën 1. 18. 2.

Figura 1. 18. 2. Përkufizimi grafik puna Δ A i = F s i Δ s i .

Një shembull i një force që varet nga koordinata është forca elastike e një suste, e cila i bindet ligjit të Hukut. Për të shtrirë një sustë, është e nevojshme të zbatohet një forcë F →, moduli i së cilës është në proporcion me zgjatjen e sustës. Kjo mund të shihet në Figurën 1. 18. 3.

Figura 1. 18. 3. Pranvera e shtrirë. Drejtimi forca e jashtme F → përkon me drejtimin e lëvizjes s →. F s = k x, ku k tregon ngurtësinë e sustës.

F → y p = - F →

Varësia e modulit të forcës së jashtme nga koordinatat x mund të vizatohet në një grafik duke përdorur një vijë të drejtë.

Figura 1. 18. 4. Varësia e modulit të forcës së jashtme nga koordinata kur susta është e shtrirë.

Nga figura e mësipërme është e mundur të gjesh punë forca e jashtme skaji i djathtë i lirë i pranverës, duke përdorur zonën e trekëndëshit. Formula do të marrë formën

Kjo formulë është e zbatueshme për të shprehur punën e bërë nga një forcë e jashtme gjatë ngjeshjes së një suste. Të dyja rastet tregojnë se forca elastike F → y p është e barabartë me punën e forcës së jashtme F → , por me shenjë të kundërt.

Përkufizimi 2

Nëse në një trup veprojnë disa forca, atëherë formula për punën totale do të duket si shuma e gjithë punës së bërë në të. Kur një trup lëviz në mënyrë përkthimore, pikat e zbatimit të forcave lëvizin në mënyrë të barabartë, d.m.th punë e përgjithshme i të gjitha forcave do të jetë i barabartë me punën rezultante të forcave të aplikuara.

Figura 1. 18. 5. Modeli i punës mekanike.

Përcaktimi i fuqisë

Fuqia quhet puna e bërë nga një forcë për njësi të kohës.

Regjistrimi i sasisë fizike të fuqisë, të shënuar N, merr formën e raportit të punës A me periudhën kohore t të punës së kryer, domethënë:

Përkufizimi 4

Sistemi SI përdor vat (W t) si njësi fuqie, e barabartë me fuqinë e forcës që bën 1 J punë në 1 s.

Nëse vëreni një gabim në tekst, ju lutemi theksoni atë dhe shtypni Ctrl+Enter

Para se të zbuloni temën "Si matet puna", është e nevojshme të bëni një digresion të vogël. Çdo gjë në këtë botë u bindet ligjeve të fizikës. Çdo proces apo fenomen mund të shpjegohet në bazë të ligjeve të caktuara të fizikës. Për çdo sasi të matur ka një njësi në të cilën matet zakonisht. Njësitë matëse janë konstante dhe kanë të njëjtin kuptim në të gjithë botën.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-1-768x451..jpg 1024w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Sistemi i njësive ndërkombëtare

Arsyeja për këtë është si më poshtë. Në të nëntëmbëdhjetë të gjashtëdhjetat, në Konferencën e Njëmbëdhjetë të Përgjithshme mbi Peshat dhe Masat, u miratua një sistem matjesh që njihet në mbarë botën. Ky sistem u emërua Le Système International d'Unités, SI (SI System International). Ky sistem është bërë baza për përcaktimin e njësive matëse të pranuara në të gjithë botën dhe marrëdhëniet e tyre.

Termat dhe terminologjia fizike

Në fizikë, njësia matëse e punës së forcës quhet J (Joule), për nder të fizikantit anglez James Joule, i cili bëri kontribut të madh në zhvillimin e seksionit të termodinamikës në fizikë. Një xhaul është i barabartë me punën e bërë nga një forcë prej një N (Njutoni) kur aplikimi i tij lëviz një M (metër) në drejtim të forcës. Një N (Njuton) e barabartë me forcën, me masë një kg (kilogram), me nxitim një m/s2 (metër për sekondë) në drejtim të forcës.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-2-2-210x140.jpg 210w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula për të gjetur një punë

FYI. Në fizikë, gjithçka është e ndërlidhur, kryerja e çdo pune përfshin kryerjen e veprimeve shtesë. Si shembull, mund të marrim një tifoz shtëpiak. Kur ventilatori futet në prizë, tehet e ventilatorit fillojnë të rrotullohen. Tehet rrotulluese ndikojnë në rrjedhën e ajrit, duke i dhënë asaj lëvizje të drejtuar. Ky është rezultati i punës. Por për të kryer punën është i nevojshëm ndikimi i forcave të tjera të jashtme, pa të cilat veprimi është i pamundur. Këto përfshijnë forcën rrymë elektrike, fuqia, tensioni dhe shumë vlera të tjera të ndërlidhura.

Rryma elektrike, në thelbin e saj, është lëvizja e urdhëruar e elektroneve në një përcjellës për njësi të kohës. Rryma elektrike bazohet në grimca të ngarkuara pozitivisht ose negativisht. Ato quhen ngarkesa elektrike. Shënuar me shkronjat C, q, Kl (Coulomb), të emërtuar sipas shkencëtarit dhe shpikësit francez Charles Coulomb. Në sistemin SI, është një njësi matëse për numrin e elektroneve të ngarkuara. 1 C është e barabartë me vëllimin e grimcave të ngarkuara që rrjedhin seksion kryq përcjellës për njësi të kohës. Njësia e kohës është një sekondë. Formula për ngarkesën elektrike është paraqitur në figurën më poshtë.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-3-768x486..jpg 848w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula për gjetjen e ngarkesës elektrike

Fuqia e rrymës elektrike tregohet me shkronjën A (amper). Amperi është një njësi në fizikë që karakterizon matjen e punës së forcës që shpenzohet për të lëvizur ngarkesat përgjatë një përcjellësi. Në thelbin e saj, rryma elektrike është lëvizja e urdhëruar e elektroneve në një përcjellës nën ndikim fushë elektromagnetike. Një përcjellës është një material ose kripë e shkrirë (elektrolit) që ka pak rezistencë ndaj kalimit të elektroneve. Fuqia e rrymës elektrike ndikohet nga dy sasi fizike: voltazhi dhe rezistenca. Ato do të diskutohen më poshtë. Forca e rrymës është gjithmonë drejtpërdrejt proporcionale me tensionin dhe anasjelltas proporcionale me rezistencën.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-4-768x552..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula për gjetjen e fuqisë aktuale

Siç u përmend më lart, rryma elektrike është lëvizja e urdhëruar e elektroneve në një përcjellës. Por ka një nuancë: për lëvizjen e tyre ju nevojitet ndikim të caktuar. Ky efekt krijohet duke krijuar një ndryshim potencial. Ngarkesa elektrike mund të jetë pozitive ose negative. Tarifa pozitive përpiquni gjithmonë për ngarkesa negative. Kjo është e nevojshme për ekuilibrin e sistemit. Dallimi midis numrit të grimcave të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht quhet tension elektrik.

Gif?.gif 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-5-768x499.gif 768w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula për gjetjen e tensionit

Fuqia është sasia e energjisë së shpenzuar për të kryer një J (Jule) punë në një periudhë kohore prej një sekonde. Njësia matëse në fizikë përcaktohet si W (Watt), në sistemin SI W (Watt). Meqenëse merret parasysh energjia elektrike, këtu është vlera e energjisë elektrike të shpenzuar për të kryer veprim të caktuar në një periudhë kohore.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-6-120x74..jpg 750w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula për gjetjen e fuqisë elektrike

Si përfundim, duhet theksuar se njësia e punës është sasi skalare, ka një marrëdhënie me të gjitha degët e fizikës dhe mund të konsiderohet nga këndvështrimi jo vetëm i elektrodinamikës apo inxhinierisë termike, por edhe i seksioneve të tjera. Artikulli shqyrton shkurtimisht vlerën që karakterizon njësinë e matjes së punës së forcës.

Video

Paraqitja e punës suaj të mirë në bazën e njohurive është e lehtë. Përdorni formularin e mëposhtëm

Studentët, studentët e diplomuar, shkencëtarët e rinj që përdorin bazën e njohurive në studimet dhe punën e tyre do t'ju jenë shumë mirënjohës.

Postuar në http://www.allbest.ru

Postuar në http://www.allbest.ru

Hyrje

Energjia është një sasi fizike skalare që është një masë e përgjithshme forma të ndryshme lëvizja e materies.

Energjia karakterizon në mënyrë sasiore një sistem në lidhje me transformimet e ndryshme të lëvizjes në të që ndodhin si rezultat i ndërveprimit të grimcave të sistemit si me njëri-tjetrin ashtu edhe me trupat e jashtëm. Për të analizuar forma të ndryshme të lëvizjes, futen lloje të ndryshme të energjisë: mekanike, të brendshme, elektromagnetike, bërthamore etj.

TE energji mekanike i referohet energjisë së lidhur me forcat graviteti universal, një trup elastik i deformuar dhe energjia që lidhet me lëvizjen e trupit.

Më shumë përkufizime të energjisë në mekanikë: Energjia është aftësia e një trupi për të bërë punë. Rezerva e energjisë përcaktohet nga puna që një trup mund të bëjë duke ndryshuar gjendjen e tij: një ngarkesë e ngritur kur bie; susta e ngjeshur kur rivendos formën: një trup lëvizës kur ndalet. Energjia mekanike e një trupi është një sasi e barabartë me punën maksimale që trupi mund të bëjë në kushte të caktuara.

1. Punë mekanike(Punë me forcë të vazhdueshme)

Nëse një trup lëviz nën veprimin e një force, puna A e kësaj force është e barabartë me produkt skalar forcat në vektorin e zhvendosjes. Puna e bërë nga një forcë është një sasi skalare:

Puna e komponentit horizontal të forcës F - forca Fthrust është e barabartë me ()

Puna e komponentit vertikal të forcës F - forca ngritëse Fn është e barabartë me ()

Një forcë drejtimi i së cilës është pingul me drejtimin e lëvizjes së trupit nuk funksionon.

Puna e bërë nga forca e fërkimit është ().

Forca e drejtuar kundër lëvizjes dhe që bën punë negative quhet forca e rezistencës. Forca pingul me zhvendosjen nuk ndryshon vlerë numerike shpejtësia (një forcë e tillë e detyron trupin të lëvizë në një rreth - forca centripetale) dhe puna e saj është e barabartë me 0.

Forca në rritje vlerë numerike shpejtësia (këndi b - akut), bën punë pozitive. Një forcë që zvogëlon vlerën numerike të shpejtësisë (këndi b -) kryen punë negative.

2. Puna e gravitetit. Forcat konservatore

Le të përcaktojmë punën e gravitetit kur një trup me masë m lëviz përgjatë rrafsh i pjerrët, gjatësia e së cilës është L dhe lartësia h. Ka dy forca që veprojnë në trup: forca e gravitetit, e drejtuar vertikalisht poshtë, dhe forca e reagimit të mbështetjes, e drejtuar pingul me sipërfaqen e rrafshit AC. Rezultantja e tyre 1 funksionon, duke i dhënë trupit nxitim (ne neglizhojmë forcën e fërkimit).

b) Le të përcaktojmë punën e bërë nga forca e gravitetit kur një trup bie lirshëm në një lartësi.

Krahasimi i punës së gravitetit kur lëviz në një plan të pjerrët dhe në rënie të lirë tregon se puna e gravitetit nuk varet nga gjatësia dhe forma e shtegut të përshkuar nga trupi, dhe përcaktohet nga produkti i gravitetit dhe dallimi në lartësi në pozicionet fillestare dhe përfundimtare.

Kur lëvizni poshtë, graviteti bën punë pozitive, dhe kur lëviz lart, bën punë negative. Puna e bërë nga graviteti përgjatë një rruge të mbyllur 1-2-1 është e barabartë me 0.

Forcat, puna e të cilave nuk varet nga forma dhe gjatësia e shtegut, por përcaktohet vetëm nga pozicioni fillestar dhe përfundimtar i trupit, quhen konservatore.

Puna e forcave konservatore përgjatë një shtegu të mbyllur është zero.

3. Puna e forcës së fërkimit. Forcat shpërndarëse

Forca e fërkimit Ftr. të përcaktuara shpejtësi relative trupat në kontakt (forca e fërkimit rrëshqitës). Forca e fërkimit është gjithmonë e drejtuar kundër lëvizjes (), d.m.th. është gjithmonë një forcë rezistence, dhe për këtë arsye puna e kryer prej tij është gjithmonë negative dhe pasi trupi kthehet në pozicionin e tij origjinal, puna totale e forcave të fërkimit është e ndryshme nga 0 dhe negative.

Forcat shpërndarëse janë forca, puna totale e të cilave për çdo lëvizje të një sistemi të mbyllur është gjithmonë negative. Shembull: forcat rrëshqitëse të fërkimit dhe forcat e rezistencës ndaj lëvizjes së trupave në lëngje dhe gazra. Si rezultat i veprimit të forcave shpërndarëse, energjia mekanike shndërrohet në lloje të tjera të energjisë.

4. Puna forcë e ndryshueshme

Le të përcaktojmë punën e një force, madhësia e së cilës ndryshon nga pika në pikë, sipas ligjit të paraqitur në figurë. Le t'i ndajmë zhvendosjet S në seksione elementare dS, në të cilat madhësia e forcës mbetet konstante, atëherë elementari do të shkruhet në formën:

Puna totale A në të gjithë lëvizjen nga pika 1 në pikën 2 është e barabartë me

ose, duke shkuar në kufi:

Puna e bërë nga forca e ndryshueshme është:

Puna e forcës elastike, duke marrë parasysh faktin se:

Puna e forcës elastike në një shteg të mbyllur 1-2-1

5. Energjia kinetike

Nëse zhvendosja elementare d shkruhet në formën:

Sipas ligjit II të Njutonit:

Sasia quhet energji kinetike

Puna e rezultantes së të gjitha forcave që veprojnë në një grimcë është e barabartë me ndryshimin e energjisë kinetike të grimcës.

ose një hyrje tjetër

kinetike disipative skalare fizike

Nëse A > 0, atëherë WC rritet (bie)

Nëse A > 0, atëherë WC zvogëlohet (hedhja).

Trupat në lëvizje kanë aftësinë për të kryer punë edhe nëse mbi to nuk veprojnë forca nga trupat e tjerë. Nëse një trup lëviz me shpejtësi konstante, atëherë shuma e të gjitha forcave që veprojnë në trup është e barabartë me 0 dhe nuk punohet. Nëse një trup vepron me njëfarë force në drejtim të lëvizjes në një trup tjetër, atëherë ai është në gjendje të kryejë punë. Në përputhje me ligjin e tretë të Njutonit, një forcë me të njëjtën madhësi do të zbatohet ndaj një trupi në lëvizje, por i drejtuar në anën e kundërt. Falë veprimit të kësaj force, shpejtësia e trupit do të ulet derisa të ndalet plotësisht. Energjia WC e shkaktuar nga lëvizja e një trupi quhet kinetike. Një trup plotësisht i ndalur nuk mund të kryejë punë. WC varet nga shpejtësia dhe pesha e trupit. Ndryshimi i drejtimit të shpejtësisë nuk ndikon në energjinë kinetike.

Postuar në Allbest.ru

Dokumente të ngjashme

Karakteristikat e formave të lëvizjes së materies. Energjia mekanike dhe elektrostatike. Teorema për energjinë kinetike. Kuptimi fizik i energjisë kinetike. Energjia potenciale e një trupi të ngritur mbi Tokë. Energjia potenciale e bashkëveprimit gravitacional.

prezantim, shtuar 19.12.2016


Përcaktimi i punës së forcës rezultante. Studimi i vetive të energjisë kinetike. Vërtetimi i teoremës së energjisë kinetike. Impuls trupor. Eksplorimi i konceptit të pushtetit fushë fizike. Forcat konservatore. Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike.

prezantim, shtuar më 23.10.2013


Ligjet e ruajtjes së energjisë. Një masë e energjisë kinetike gjatë përkthimit dhe lëvizje rrotulluese. Forcat konservatore dhe jo konservatore. Graviteti dhe elasticiteti. Impuls me qark të mbyllur pikat materiale. Lëvizja e një plumbi pas një përplasjeje me një top.

prezantim, shtuar 21.03.2014


Nxitimi si rezultat i drejtpërdrejtë i veprimit të një force mbi një trup. Teorema për energjinë kinetike. Ligjet e ruajtjes së momentit dhe energjisë mekanike. Karakteristikat e sistemeve mekanike të mbyllura dhe konservatore. Energjia potenciale e trupave që ndërveprojnë.

abstrakt, shtuar 22.04.2013


Analiza e punës mekanike të një force në një pikë, trup ose sistem. Karakteristikat e energjisë kinetike dhe potenciale. Studimi i fenomeneve të shndërrimit të një lloji të energjisë në një tjetër. Studimi i ligjit të ruajtjes dhe shndërrimit të energjisë në proceset mekanike.

prezantim, shtuar 25.11.2015


Historia e lindjes së energjisë dhe roli i saj për njerëzimin. Karakteristikat e energjisë kinetike dhe potenciale si pjesë sistemi mekanik. Ndryshimet në energji gjatë ndërveprimeve të trupave që formojnë një sistem të mbyllur që nuk ndikohet nga forcat e jashtme.

prezantim, shtuar 17.08.2011


Energjia kinetike, puna dhe fuqia. Forcat dhe sistemet konservatore. Koncepti i energjisë potenciale. Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike. Gjendja e ekuilibrit për sistemet mekanike. Zbatimi i ligjeve të ruajtjes. Lëvizja e trupave me masë të ndryshueshme.

prezantim, shtuar 13.02.2016


Llojet e energjisë mekanike. Energjitë kinetike dhe potenciale, shndërrimi i tyre në njëra-tjetrën. Thelbi i ligjit të ruajtjes së energjisë mekanike. Transferimi i energjisë mekanike nga një trup në tjetrin. Shembuj të ligjeve të ruajtjes dhe transformimit të energjisë.

prezantim, shtuar 05/04/2014


Sasia e lëvizjes së sistemit. Pika kryesore sasitë e lëvizjes (momenti kinetik). Energjia kinetike e sistemit. Teorema mbi ndryshimin e momentit, momentit këndor dhe energjisë kinetike. Ekuacionet diferenciale të lëvizjes së sistemit.

abstrakt, shtuar 01/06/2012


konkluzioni ekuacioni diferencial lëvizje duke përdorur teoremën mbi ndryshimin e energjisë kinetike të një sistemi mekanik. Përkufizimi i reaksioneve lidhjet e brendshme. Ekuacioni i dinamikës së sistemit si shprehje matematikore Parimi d'Alembert-Lagrange.

Punë mekanike. Njësitë e punës.

NË jetën e përditshme Me konceptin "punë" nënkuptojmë gjithçka.

Në fizikë, koncepti Punë disi ndryshe. Është një sasi fizike e caktuar, që do të thotë se mund të matet. Në fizikë studiohet kryesisht punë mekanike .

Le të shohim shembuj të punës mekanike.

Treni lëviz nën forcën tërheqëse të një lokomotivë elektrike dhe kryhet punë mekanike. Kur gjuhet një armë, forca e presionit të gazrave pluhur funksionon - ajo lëviz plumbin përgjatë tytës dhe shpejtësia e plumbit rritet.

Nga këta shembuj është e qartë se puna mekanike kryhet kur një trup lëviz nën ndikimin e forcës. Puna mekanike kryhet edhe në rastin kur një forcë që vepron mbi një trup (për shembull, forca e fërkimit) zvogëlon shpejtësinë e lëvizjes së tij.

Duke dashur të lëvizim kabinetin, e shtypim fort, por nëse nuk lëviz, atëherë nuk kryejmë punë mekanike. Mund të imagjinohet një rast kur një trup lëviz pa pjesëmarrjen e forcave (me inercinë në këtë rast, gjithashtu nuk kryhet punë mekanike).

Pra, Puna mekanike bëhet vetëm kur mbi një trup vepron një forcë dhe ai lëviz .

Nuk është e vështirë të kuptohet se sa më e madhe forca që vepron mbi trup dhe rrugë më të gjatë të cilën trupi e kalon nën ndikimin e kësaj force, aq më shumë punohet.

Puna mekanike është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e aplikuar dhe drejtpërdrejt proporcionale me distancën e përshkuar .

Prandaj, ne ramë dakord të matim punën mekanike me produktin e forcës dhe rrugën e përshkuar përgjatë këtij drejtimi të kësaj force:

punë = forcë × rrugë

Ku A- Punë, F- forca dhe s- distanca e përshkuar.

Njësi pune merret si puna e kryer nga një forcë 1N në një shteg prej 1 m.

Njësia e punës - xhaul (J ) emërtuar sipas shkencëtarit anglez Joule. Kështu,

1 J = 1N m.

Përdoret gjithashtu kiloxhaulë (kJ) .

1 kJ = 1000 J.

Formula A = Fs i zbatueshëm kur forca F konstante dhe përkon me drejtimin e lëvizjes së trupit.

Nëse drejtimi i forcës përkon me drejtimin e lëvizjes së trupit, atëherë fuqi të dhënë bën punë pozitive.

Nëse trupi lëviz në drejtim drejtim të kundërt forca e aplikuar, për shembull, forca e fërkimit rrëshqitës, atëherë kjo forcë bën punë negative.

Nëse drejtimi i forcës që vepron në trup është pingul me drejtimin e lëvizjes, atëherë kjo forcë nuk funksionon, puna është zero:

Në të ardhmen, duke folur për punën mekanike, do ta quajmë shkurtimisht me një fjalë - punë.

Shembull. Llogaritni punën e bërë gjatë ngritjes së një pllake graniti me një vëllim prej 0,5 m3 në një lartësi prej 20 m. Dendësia e granitit është 2500 kg/m3.

E dhënë:

ρ = 2500 kg/m3

Zgjidhje:

ku F është forca që duhet të zbatohet për të ngritur në mënyrë uniforme pllakën lart. Kjo forcë është e barabartë në modul me forcën Fstrand që vepron në pllakë, d.m.th. F = Fstrand. Dhe forca e gravitetit mund të përcaktohet nga masa e pllakës: Fweight = gm. Le të llogarisim masën e pllakës, duke ditur vëllimin e saj dhe dendësinë e granitit: m = ρV; s = h, pra shteg e barabartë me lartësinë ngrihen.

Pra, m = 2500 kg/m3 · 0,5 m3 = 1250 kg.

F = 9,8 N/kg · 1250 kg ≈ 12,250 N.

A = 12,250 N · 20 m = 245,000 J = 245 kJ.

Përgjigju: A =245 kJ.

Levat.Fuqia.Energjia

Për të kryer të njëjtën punë, kërkojnë motorë të ndryshëm kohë të ndryshme. Për shembull, një vinç në një kantier ndërtimi ngre qindra tulla në katin e fundit të një ndërtese në pak minuta. Nëse këto tulla do të zhvendoseshin nga një punëtor, atij do t'i duheshin disa orë për ta bërë këtë. Një shembull tjetër. Një kalë mund të lërojë një hektar tokë në 10-12 orë, ndërsa një traktor me një parmendë me shumë pjesë ( parmendë- pjesë e parmendës që pret shtresën e dheut nga poshtë dhe e transferon në hale; shumë parmendë - shumë parmendë), kjo punë do të përfundojë për 40-50 minuta.

Është e qartë se një vinç bën të njëjtën punë më shpejt se një punëtor dhe një traktor bën të njëjtën punë më shpejt se një kalë. Shpejtësia e punës karakterizohet nga një sasi e veçantë e quajtur fuqi.

Fuqia është e barabartë me raportin e punës me kohën gjatë së cilës është kryer.

Për të llogaritur fuqinë, duhet të ndani punën me kohën gjatë së cilës është kryer kjo punë. fuqi = punë/kohë.

Ku N- fuqi, A- Punë, t- koha e kryerjes së punës.

Fuqia është një sasi konstante kur e njëjta punë kryhet çdo sekondë në raste të tjera A/t përcakton fuqinë mesatare:

N mesatare = A/t . Njësia e fuqisë merret si fuqia me të cilën J e punës kryhet në 1 s.

Kjo njësi quhet vat ( W) për nder të një tjetër shkencëtari anglez, Watt.

1 vat = 1 xhaul/1 sekondë, ose 1 W = 1 J/s.

Watt (xhaul për sekondë) - W (1 J/s).

Njësitë më të mëdha të energjisë përdoren gjerësisht në teknologji - kilovat (kW), megavat (MW) .

1 MW = 1,000,000 W

1 kW = 1000 W

1 mW = 0,001 W

1 W = 0,000001 MW

1 W = 0,001 kW

1 W = 1000 mW

Shembull. Gjeni fuqinë e rrjedhës së ujit që rrjedh nëpër digë nëse lartësia e rënies së ujit është 25 m dhe shpejtësia e rrjedhjes së tij është 120 m3 në minutë.

E dhënë:

ρ = 1000 kg/m3

Zgjidhje:

Masa e ujit në rënie: m = ρV,

m = 1000 kg/m3 120 m3 = 120.000 kg (12 104 kg).

Graviteti që vepron në ujë:

F = 9,8 m/s2 120,000 kg ≈ 1,200,000 N (12 105 N)

Puna e kryer sipas rrjedhës në minutë:

A - 1,200,000 N · 25 m = 30,000,000 J (3 · 107 J).

Fuqia e rrjedhës: N = A/t,

N = 30,000,000 J / 60 s = 500,000 W = 0,5 MW.

Përgjigju: N = 0,5 MW.

Motorë të ndryshëm kanë fuqi që variojnë nga të qindtat dhe të dhjetat e kilovatit (motori i një rroje elektrike, makinë qepëse) deri në qindra mijëra kilovat (turbina me ujë dhe avull).

Tabela 5.

Fuqia e disa motorëve, kW.

Çdo motor ka një pllakë (pasaportë motori), e cila tregon disa informacione rreth motorit, duke përfshirë fuqinë e tij.

Fuqia njerëzore në kushte normale puna është mesatarisht 70-80 W. Kur kërcen ose vrap në shkallët, një person mund të zhvillojë fuqi deri në 730 W, dhe në disa raste edhe më shumë.

Nga formula N = A/t del se

Për të llogaritur punën, është e nevojshme të shumëzoni fuqinë me kohën gjatë së cilës është kryer kjo punë.

Shembull. Motori i ventilatorit të dhomës ka një fuqi prej 35 vat. Sa punë bën ai në 10 minuta?

Le të shkruajmë kushtet e problemit dhe ta zgjidhim atë.

E dhënë:

Zgjidhje:

A = 35 W * 600s = 21,000 W * s = 21,000 J = 21 kJ.

Përgjigju A= 21 kJ.

Mekanizma të thjeshtë.

Që nga kohra të lashta, njeriu ka përdorur pajisje të ndryshme për të kryer punë mekanike.

Të gjithë e dinë se një objekt i rëndë (një gur, një kabinet, një mjet makinerie), i cili nuk mund të lëvizet me dorë, mund të lëvizet duke përdorur një shkop mjaft të gjatë - një levë.

Aktiv për momentin besohet se me ndihmën e levave tre mijë vjet më parë gjatë ndërtimit të piramidave në Egjipti i lashtë lëvizi dhe ngriti në lartësi të mëdha pllaka guri të rënda.

Në shumë raste, në vend që të ngrihet një ngarkesë e rëndë në një lartësi të caktuar, ajo mund të rrotullohet ose tërhiqet në të njëjtën lartësi përgjatë një rrafshi të pjerrët ose të ngrihet duke përdorur blloqe.

Pajisjet që përdoren për të kthyer forcën quhen mekanizmat .

Mekanizmat e thjeshtë përfshijnë: levat dhe varietetet e tyre - bllok, portë; aeroplani i prirur dhe varietetet e tij - pykë, vidë. Në shumicën e rasteve mekanizma të thjeshtë përdoret për të fituar forcë, domethënë për të rritur disa herë forcën që vepron në trup.

Mekanizma të thjeshtë gjenden si në amvisëri ashtu edhe në të gjitha makineritë komplekse industriale dhe industriale që presin, përdredhin dhe stampojnë fletë të mëdha çeliku ose nxjerrin fijet më të mira nga të cilat më pas bëhen pëlhura. Të njëjtat mekanizma mund të gjenden në makinat moderne komplekse automatike, makinat e printimit dhe numërimit.

Levë. Bilanci i forcave në levë.

Le të shqyrtojmë mekanizmin më të thjeshtë dhe më të zakonshëm - levën.

Leva është të ngurta, i cili mund të rrotullohet rreth një mbështetëse fikse.

Fotografitë tregojnë se si një punëtor përdor një levë si levë për të ngritur një ngarkesë. Në rastin e parë punëtori me forcë F shtyp fundin e levës B, në të dytën - ngre fundin B.

Punëtori duhet të kapërcejë peshën e ngarkesës P- forca e drejtuar vertikalisht poshtë. Për ta bërë këtë, ai e kthen levë rreth një aksi që kalon përmes të vetmit i palëvizshëm pika e thyerjes është pika e mbështetjes së saj RRETH. Forca F, me të cilën punëtori vepron në levë, më pak forcë P, kështu punëtori merr fitim në forcë. Duke përdorur një levë, mund të ngrini një ngarkesë aq të rëndë sa nuk mund ta ngrini vetë.

Figura tregon një levë, boshti i rrotullimit të së cilës është RRETH(pika kryesore) ndodhet midis pikave të zbatimit të forcave A Dhe NË. Një foto tjetër tregon një diagram të kësaj levë. Të dyja forcat F 1 dhe F 2 që veprojnë në levë drejtohen në një drejtim.

Distanca më e shkurtër ndërmjet pikës kryesore dhe vijës së drejtë përgjatë së cilës forca vepron në levë quhet krahu i forcës.

Gjatësia e kësaj pingule do të jetë krahu i kësaj force. Figura tregon se OA- forca e shpatullave F 1; OB- forca e shpatullave F 2. Forcat që veprojnë në levë mund ta rrotullojnë atë rreth boshtit të saj në dy drejtime: në drejtim të akrepave të orës ose në të kundërt. Po, forca F 1 rrotullon levën në drejtim të akrepave të orës dhe forca F 2 e rrotullon në të kundërt të akrepave të orës.

Gjendja në të cilën leva është në ekuilibër nën ndikimin e forcave të aplikuara ndaj saj mund të përcaktohet në mënyrë eksperimentale. Duhet mbajtur mend se rezultati i veprimit të një force varet jo vetëm nga vlera e saj numerike (moduli), por edhe nga pika në të cilën ajo zbatohet në trup, ose nga mënyra se si drejtohet.

Pesha të ndryshme janë të varura nga leva (shih figurën) në të dy anët e pikës mbështetëse në mënyrë që çdo herë leva të mbetet në ekuilibër. Forcat që veprojnë në levë janë të barabarta me peshat e këtyre ngarkesave. Për secilin rast maten modulet e forcës dhe shpatullat e tyre. Nga përvoja e treguar në figurën 154, është e qartë se forca 2 N balancon forcën 4 N. Në këtë rast, siç shihet nga figura, shpatulla më pak forcë 2 herë sup me forcë më të madhe.

Në bazë të eksperimenteve të tilla u vendos gjendja (rregulli) i ekuilibrit të levës.

Një levë është në ekuilibër kur forcat që veprojnë mbi të janë në përpjesëtim të zhdrejtë me krahët e këtyre forcave.

Ky rregull mund të shkruhet si formulë:

F 1/F 2 = l 2/ l 1 ,

Ku F 1Dhe F 2 - forcat që veprojnë në levë, l 1Dhe l 2 , - supet e këtyre forcave (shih figurën).

Rregulli i ekuilibrit të levës u vendos nga Arkimedi rreth viteve 287 - 212. para Krishtit e. (por në paragrafin e fundit thuhej se levat përdoreshin nga Egjiptianët? Apo këtu rol të rëndësishëm luan me fjalën "instaluar"?)

Nga ky rregull rrjedh se një forcë më e vogël mund të përdoret për të balancuar një forcë më të madhe duke përdorur një levë. Le të jetë një krah i levës 3 herë më i madh se tjetri (shih figurën). Më pas, duke aplikuar një forcë, për shembull, 400 N në pikën B, mund të ngrini një gur me peshë 1200 N. Për të ngritur një ngarkesë edhe më të rëndë, duhet të rrisni gjatësinë e krahut të levës mbi të cilën vepron punëtori.

Shembull. Duke përdorur një levë, një punëtor ngre një pllakë që peshon 240 kg (shih Fig. 149). Çfarë force ushtron ai në krahun më të madh të levës prej 2,4 m nëse krahu më i vogël është 0,6 m?

Le të shkruajmë kushtet e problemit dhe ta zgjidhim atë.

E dhënë:

Zgjidhje:

Sipas rregullit të ekuilibrit të levës, F1/F2 = l2/l1, prej nga F1 = F2 l2/l1, ku F2 = P është pesha e gurit. Pesha e gurit asd = gm, F = 9,8 N 240 kg ≈ 2400 N

Pastaj, F1 = 2400 N · 0.6/2.4 = 600 N.

Përgjigju: F1 = 600 N.

Në shembullin tonë, punëtori kapërcen një forcë prej 2400 N, duke aplikuar një forcë prej 600 N në levë, por në këtë rast, krahu mbi të cilin vepron punëtori është 4 herë më i gjatë se ai mbi të cilin vepron pesha e gurit. ( l 1 : l 2 = 2,4 m: 0,6 m = 4).

Duke zbatuar rregullin e levës, një forcë më e vogël mund të balancojë një forcë më të madhe. Në këtë rast, shpatulla me forcë më të vogël duhet të jetë më e gjatë se supi forcë më të madhe.

Momenti i fuqisë.

Ju tashmë e dini rregullin e ekuilibrit të levës:

F 1 / F 2 = l 2 / l 1 ,

Duke përdorur vetinë e proporcionit (produkti i anëtarëve të tij ekstremë është i barabartë me produktin e anëtarëve të tij të mesëm), ne e shkruajmë atë në këtë formë:

F 1l 1 = F 2 l 2 .

Në anën e majtë të ekuacionit është prodhimi i forcës F 1 mbi supin e saj l 1, dhe në të djathtë - produkti i forcës F 2 mbi supin e saj l 2 .

Prodhimi i modulit të forcës që rrotullon trupin dhe shpatullën e tij quhet momenti i forcës; shënohet me shkronjën M. Kjo do të thotë

Një levë është në ekuilibër nën veprimin e dy forcave nëse momenti i forcës që e rrotullon atë në drejtim të akrepave të orës është i barabartë me momentin e forcës që e rrotullon atë në drejtim të kundërt.

Ky rregull quhet rregulli i momenteve , mund të shkruhet si formulë:

M1 = M2

Në të vërtetë, në eksperimentin që shqyrtuam (§ 56), forcat vepruese ishin të barabarta me 2 N dhe 4 N, supet e tyre arritën përkatësisht në 4 dhe 2 presione të levës, d.m.th., momentet e këtyre forcave janë të njëjta kur leva është në ekuilibër. .

Momenti i forcës, si çdo sasi fizike, mund të matet. Njësia e momentit të forcës merret si një moment i forcës 1 N, krahu i të cilit është saktësisht 1 m.

Kjo njësi quhet Njuton metër (N m).

Momenti i forcës karakterizon veprimin e një force dhe tregon se ai varet njëkohësisht si nga moduli i forcës ashtu edhe nga leva e saj. Në të vërtetë, ne tashmë e dimë, për shembull, se veprimi i një force në një derë varet si nga madhësia e forcës ashtu edhe nga vendi ku zbatohet forca. Sa më e lehtë të jetë rrotullimi i derës, aq më larg nga boshti i rrotullimit zbatohet forca që vepron mbi të. Është më mirë të zhbllokoni arrën me një pikëllim të gjatë sesa me një të shkurtër. Sa më e lehtë të jetë ngritja e një kovë nga pusi, aq më e gjatë është doreza e portës, etj.

Leva në teknologji, jetën e përditshme dhe natyrën.

Rregulli i levës (ose rregulli i momenteve) qëndron në themel të veprimit të llojeve të ndryshme të mjeteve dhe pajisjeve të përdorura në teknologji dhe në jetën e përditshme ku kërkohet një fitim në forcë ose udhëtim.

Ne kemi një fitim në forcë kur punojmë me gërshërë. Gërshërë - kjo është një levë(fig), boshti i rrotullimit të të cilit ndodh përmes një vidhe që lidh të dy gjysmat e gërshërëve. Forca vepruese F 1 eshte forca muskulare duart e një burri që shtrëngon gërshërët. Kundërforca F 2 është forca e rezistencës së materialit që pritet me gërshërë. Në varësi të qëllimit të gërshërëve, dizajni i tyre ndryshon. Gërshërët e zyrës, të dizajnuara për prerjen e letrës, kanë tehe dhe doreza të gjata që janë pothuajse të njëjtën gjatësi. Nuk kërkohet prerje letre forcë e madhe, dhe me një teh të gjatë është më i përshtatshëm për të prerë në një vijë të drejtë. Gërshërët për prerjen e llamarinës (Fig.) kanë doreza shumë më të gjata se tehet, pasi forca e rezistencës së metalit është e madhe dhe për ta balancuar atë, krahu i forcës vepruese duhet të rritet ndjeshëm. Më shumë më shumë ndryshim ndërmjet gjatësisë së dorezave dhe distancës së pjesës prerëse dhe boshtit të rrotullimit brenda prerëse teli(Fig.), Projektuar për prerjen e telit.

Leva lloje të ndryshme në dispozicion në shumë makina. Doreza e një makine qepëse, pedale ose frena dore e një biçiklete, pedale e një makine dhe traktori dhe çelësat e një pianoje janë të gjitha shembuj të levave të përdorura në këto makina dhe vegla.

Shembuj të përdorimit të levave janë dorezat e veseve dhe tavolinave të punës, leva e një makinerie shpuese etj.

Veprimi i shkallëve të levës bazohet në parimin e levës (Fig.). Shkallët e trajnimit të paraqitura në figurën 48 (fq. 42) veprojnë si levë krahu të barabartë . NË shkallë dhjetore shpatulla nga e cila është varur kupa me pesha është 10 herë më e gjatë se shpatulla që mban ngarkesën. Kjo e bën shumë më të lehtë peshimin e ngarkesave të mëdha. Kur peshoni një ngarkesë në një shkallë dhjetore, duhet të shumëzoni masën e peshave me 10.

Pajisja e peshores për peshimin e makinave të mallrave të makinave bazohet gjithashtu në rregullin e levës.

Levat gjenden gjithashtu në pjesë të ndryshme trupat e kafshëve dhe të njerëzve. Këto janë, për shembull, krahët, këmbët, nofullat. Shumë leva mund të gjenden në trupin e insekteve (duke lexuar një libër për insektet dhe strukturën e trupit të tyre), zogjtë dhe strukturën e bimëve.

Zbatimi i ligjit të ekuilibrit të levës në bllok.

BllokoËshtë një rrotë me brazdë, e montuar në një mbajtëse. Një litar, kabllo ose zinxhir kalohet përmes brazdës së bllokut.

Blloku fiks Ky është një bllok, boshti i të cilit është i fiksuar dhe nuk ngrihet ose bie gjatë ngritjes së ngarkesave (Fig).

Një bllok fiks mund të konsiderohet si një levë me armatim të barabartë, në të cilin krahët e forcave janë të barabarta me rrezen e rrotës (Fig): OA = OB = r. Një bllok i tillë nuk siguron një fitim në forcë. ( F 1 = F 2), por ju lejon të ndryshoni drejtimin e forcës. Blloku i lëvizshëm - ky është një bllok. boshti i të cilit ngrihet dhe bie së bashku me ngarkesën (Fig.). Figura tregon levën përkatëse: RRETH- pika mbështetëse e levës, OA- forca e shpatullave R Dhe OB- forca e shpatullave F. Që nga shpatulla OB 2 herë mbi supin OA, pastaj forca F 2 herë më pak forcë R:

F = P/2 .

Kështu, blloku i lëvizshëm jep një fitim 2-fish në forcë .

Kjo mund të vërtetohet duke përdorur konceptin e momentit të forcës. Kur blloku është në ekuilibër, momentet e forcave F Dhe R të barabartë me njëri-tjetrin. Por supi i forcës F 2 herë më shumë se leva R, dhe, për rrjedhojë, vetë pushteti F 2 herë më pak forcë R.

Zakonisht në praktikë përdoret një kombinim i një blloku fiks dhe një të lëvizshëm (Fig.). Blloku fiks përdoret vetëm për lehtësi. Nuk jep fitim në fuqi, por ndryshon drejtimin e forcës. Për shembull, ju lejon të ngrini një ngarkesë ndërsa qëndroni në tokë. Kjo është e dobishme për shumë njerëz ose punëtorë. Megjithatë, ajo jep një fitim në forcë 2 herë më të madhe se zakonisht!

Barazia e punës kur përdorni mekanizma të thjeshtë. "Rregulli i artë" i mekanikës.

Mekanizmat e thjeshtë që kemi shqyrtuar përdoren gjatë kryerjes së punës në rastet kur është e nevojshme të balancohet një forcë tjetër përmes veprimit të një force.

Natyrisht, lind pyetja: ndërsa japin një fitim në forcë apo rrugë, a nuk japin mekanizmat e thjeshtë një fitim në punë? Përgjigja për këtë pyetje mund të merret nga përvoja.

Duke balancuar dy forca me madhësi të ndryshme në një levë F 1 dhe F 2 (fig.), vendosni levën në lëvizje. Rezulton se në të njëjtën kohë pika e aplikimit të forcës më të vogël F 2 kalime rrugë më të gjatë s 2, dhe pika e aplikimit të forcës më të madhe F 1 - rrugë më e shkurtër s 1. Pasi kemi matur këto shtigje dhe module të forcës, zbulojmë se shtigjet që përshkohen nga pikat e zbatimit të forcave në levë janë në përpjesëtim të zhdrejtë me forcat:

s 1 / s 2 = F 2 / F 1.

Kështu, duke vepruar në krahun e gjatë të levës, fitojmë forcë, por në të njëjtën kohë humbim me të njëjtën sasi gjatë rrugës.

Produkt i forcës F në rrugë s ka punë. Eksperimentet tona tregojnë se puna e bërë nga forcat e aplikuara në levë është e barabartë me njëra-tjetrën:

F 1 s 1 = F 2 s 2, d.m.th. A 1 = A 2.

Pra, Kur përdorni levën, nuk do të jeni në gjendje të fitoni në punë.

Duke përdorur levën, ne mund të fitojmë ose në forcë ose në distancë. Duke aplikuar forcë në krahun e shkurtër të levës, ne fitojmë në distancë, por humbim me të njëjtën sasi në forcë.

Ekziston një legjendë që Arkimedi, i kënaqur me zbulimin e rregullit të levës, bërtiti: "Më jep një pikëmbështetje dhe unë do ta kthej Tokën!"

Sigurisht, Arkimedi nuk mund ta përballonte një detyrë të tillë edhe nëse do t'i jepej një pikëmbështetje (e cila duhet të ishte jashtë Tokës) dhe një levë me gjatësinë e kërkuar.

Për të ngritur tokën vetëm 1 cm, krahu i gjatë i levës do të duhej të përshkruante një hark me gjatësi të madhe. Për të lëvizur skajin e gjatë të levës përgjatë kësaj rruge, për shembull, me një shpejtësi prej 1 m/s, do të duheshin miliona vjet!

Një bllok i palëvizshëm nuk jep ndonjë përfitim në punë, e cila është e lehtë për t'u verifikuar eksperimentalisht (shih figurën). Mënyrat, pikat e kalueshme aplikimi i forcave F Dhe F, janë të njëjta, forcat janë të njëjta, që do të thotë se puna është e njëjtë.

Ju mund të matni dhe krahasoni punën e bërë me ndihmën e një blloku lëvizës. Për të ngritur një ngarkesë në një lartësi h duke përdorur një bllok të lëvizshëm, është e nevojshme të zhvendoset fundi i litarit në të cilin është ngjitur dinamometri, siç tregon përvoja (Fig.), në një lartësi prej 2h.

Kështu, duke marrë një fitim 2-fish në forcë, ata humbasin 2-fish gjatë rrugës, prandaj, blloku i lëvizshëm nuk jep një fitim në punë.

Praktika shekullore e ka treguar këtë Asnjë nga mekanizmat nuk jep një fitim në performancë. Ata përdorin mekanizma të ndryshëm për të fituar në forcë ose në udhëtim, në varësi të kushteve të punës.

Tashmë shkencëtarët e lashtë dinin një rregull të zbatueshëm për të gjithë mekanizmat: pa marrë parasysh sa herë fitojmë në forcë, po aq herë humbim në distancë. Ky rregull është quajtur "rregulli i artë" i mekanikës.

Efikasiteti i mekanizmit.

Kur shqyrtojmë modelin dhe veprimin e levës, nuk kemi marrë parasysh fërkimin, si dhe peshën e levës. në këto kushte ideale, puna e bërë nga forca e aplikuar (ne do ta quajmë këtë punë plot), është e barabartë me të dobishme punë në ngritjen e ngarkesave ose tejkalimin e çdo rezistence.

Në praktikë, puna totale e bërë me ndihmën e një mekanizmi është gjithmonë pak më e madhe punë e dobishme.

Një pjesë e punës kryhet kundër forcës së fërkimit në mekanizëm dhe duke e lëvizur atë pjesë individuale. Pra, kur përdorni një bllok të lëvizshëm, duhet të bëni gjithashtu punë për të ngritur vetë bllokun, litarin dhe për të përcaktuar forcën e fërkimit në boshtin e bllokut.

Çfarëdo mekanizmi të marrim, puna e dobishme e bërë me ndihmën e tij përbën gjithmonë vetëm një pjesë të punës totale. Kjo do të thotë, duke treguar punën e dobishme me shkronjën Ap, punën totale (të shpenzuar) me shkronjën Az, mund të shkruajmë:

Lart< Аз или Ап / Аз < 1.

Raporti i punës së dobishme me punë me kohë të plotë i quajtur koeficient veprim i dobishëm mekanizmi.

Faktori i efikasitetit është shkurtuar si efikasitet.

Efikasiteti = Ap / Az.

Efikasiteti zakonisht shprehet në përqindje dhe shënohet Letra grekeη, lexohet si "kjo":

η = Ap / Az · 100%.

Shembull: Një ngarkesë me peshë 100 kg është e varur në krahun e shkurtër të një levë. Për ta ngritur atë, një forcë prej 250 N zbatohet në krahun e gjatë. Ngarkesa ngrihet në një lartësi h1 = 0,08 m, dhe pika e aplikimit forca lëvizëse ka rënë në një lartësi h2 = 0,4 m Gjeni efikasitetin e levës.

Le të shkruajmë kushtet e problemit dhe ta zgjidhim atë.

E dhënë :

Zgjidhje :

η = Ap / Az · 100%.

Puna totale (e shpenzuar) Az = Fh2.

Punë e dobishme Ap = Рh1

P = 9,8 100 kg ≈ 1000 N.

Ap = 1000 N · 0,08 = 80 J.

Az = 250 N · 0,4 m = 100 J.

η = 80 J/100 J 100% = 80%.

Përgjigju : η = 80%.

por " rregull i artë"Kryhet edhe në këtë rast. Një pjesë e punës së dobishme - 20% e saj - shpenzohet për tejkalimin e fërkimit në boshtin e levës dhe rezistencës së ajrit, si dhe për lëvizjen e vetë levës.

Efikasiteti i çdo mekanizmi është gjithmonë më pak se 100%. Gjatë projektimit të mekanizmave, njerëzit përpiqen të rrisin efikasitetin e tyre. Për të arritur këtë, fërkimi në boshtet e mekanizmave dhe pesha e tyre zvogëlohen.

Energjisë.

Në uzina dhe fabrika, makinat dhe makinat drejtohen nga motorë elektrikë, të cilët konsumojnë energji elektrike(pra emri).

A e dini se çfarë është puna? Pa dyshim. Çdo person e di se çfarë është puna, me kusht që të ketë lindur dhe të jetojë në planetin Tokë. Çfarë është puna mekanike?

Ky koncept është gjithashtu i njohur për shumicën e njerëzve në planet, megjithëse disa individë kanë një kuptim mjaft të paqartë të këtij procesi. Por ne nuk po flasim për ta tani. Edhe më pak njerëz e kanë idenë se çfarë është punë mekanike nga pikëpamja e fizikës. Në fizikë, puna mekanike nuk është punë e njeriut për ushqim, është një sasi fizike që mund të jetë plotësisht e palidhur as me një person, as me ndonjë krijesë tjetër të gjallë. Si kështu? Le ta kuptojmë tani.

Puna mekanike në fizikë

Le të japim dy shembuj. Në shembullin e parë, ujërat e lumit, pasi kanë hasur në një humnerë, bien me zhurmë në formën e një ujëvare. Shembulli i dytë është një burrë që mban një send të rëndë në krahët e tij të shtrirë, për shembull, duke mbajtur çatinë e thyer mbi verandën e një shtëpie fshati që të mos bjerë, ndërsa gruaja dhe fëmijët e tij kërkojnë furishëm diçka për ta mbështetur atë. Kur kryhet puna mekanike?

Përkufizimi i punës mekanike

Pothuajse të gjithë, pa hezitim, do të përgjigjen: në të dytën. Dhe ata do të gabojnë. E kundërta është e vërtetë. Në fizikë, përshkruhet puna mekanike përcaktimet e mëposhtme: Puna mekanike kryhet kur mbi një trup vepron një forcë dhe ai lëviz. Puna mekanike është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e aplikuar dhe distancën e përshkuar.

Formula e punës mekanike

Puna mekanike përcaktohet me formulën:

ku A është puna,
F - forca,
s është distanca e përshkuar.

Pra, me gjithë heroizmin e mbajtësit të çatisë së lodhur, puna që ka bërë është zero, por uji, duke rënë nën ndikimin e gravitetit nga një shkëmb i lartë, bën punën më mekanike. Dmth, nëse shtyjmë një kabinet të rëndë pa sukses, atëherë puna që kemi bërë nga pikëpamja e fizikës do të jetë zero, pavarësisht se ne aplikojmë shumë forcë. Por nëse e lëvizim kabinetin në një distancë të caktuar, atëherë do ta bëjmë punën e barabartë me produktin forcë e aplikuar nga distanca mbi të cilën e lëvizëm trupin.

Njësia e punës është 1 J. Kjo është puna e bërë nga një forcë prej 1 Njuton për të lëvizur një trup në një distancë prej 1 m Nëse drejtimi i forcës së aplikuar përkon me drejtimin e lëvizjes së trupit, atëherë kjo forcë bën punë pozitive. Një shembull është kur ne shtyjmë një trup dhe ai lëviz. Dhe në rastin kur forca aplikohet në lëvizje e kundërt anën e trupit, për shembull, forca e fërkimit, atëherë kjo forcë bën punë negative. Nëse forca e aplikuar nuk ndikon në lëvizjen e trupit në asnjë mënyrë, atëherë forca e kryer nga kjo punë është e barabartë me zero.