A munka kiszámítása: 11 lépés (illusztrációkkal)

A fizika, a koncepció "Munka" más definíciója van, mint a mindennapi életben használt. Különösen a kifejezés "Munka"Ha a fizikai erő miatt az objektum mozog. Általában, ha az erőteljes erő nagyon messzire mozog, akkor sok munkát végeznek. És ha a hatalom kicsi vagy objektum nem mozog nagyon messze, akkor csak egy kis munka. Az erő kiszámítható a következő képlet alapján:Munka = f × d × cosine (θ), ahol f = erő (Newtons), d = offset (méterben), és θ = az áramvektor és a mozgás iránya közötti szög.

Lépések

3. rész:

A munka értéke egy dimenzióban

egy. Keresse meg az erővektor irányát és a mozgás irányát. Elkezdeni, fontos, hogy először meghatározzuk, hogy melyik irányba mozog, valamint ha az erő érvényes. Ne feledje, hogy az objektumok nem mindig mozognak a hozzájuk kapcsolódó erővel - például, ha egy kis kocsit húz a fogantyúhoz, akkor átlós erőt használ (ha magasabb, mint a kosár). Ebben a részben azonban foglalkozunk olyan helyzetekkel, amelyekben az erő (erőfeszítés) és az objektum mozgásavanUgyanazt az irányt. A munka megkeresése, amikor ezek az alanyok nem Van egy iránya, olvasva.

Hogy ez a folyamat könnyen hozza, kövesse a feladat problémáját. Mondjuk, hogy egy játékkocsi egyenesen előre húzódik előtte. Ebben az esetben az erősvektor és a vonat irányának iránya ugyanúgy mutatja -előre. A következő lépésekben ezt az információt használjuk, hogy segítsen megtalálni az objektum által végzett munkát.

2. Keresse meg az objektum eltolását. Az első D változó, vagy az eltolás, amire szükségünk van a képletes munkára, általában könnyen megtalálható. Az offset csak olyan távolság, amelyhez az erő kényszerítette az objektumot, hogy a kezdeti pozíciójából mozogjon. A képzési feladatok során ez az információ általában (ismert), vagy megjeleníthető (megtalálható) a feladat egyéb információi közül. A való életben mindössze annyit kell tennie, hogy megtalálja az eltolódást, ez méri az objektumok tárgyát.

Ne feledje, hogy a távolsági távolságegységeknek a munka kiszámításának képletében méterben kell lenniük.

Példánkban egy játékvonat, feltételezzük, hogy megtalálja a vonat által végzett munkát, amikor áthalad az autópályán. Ha egy bizonyos ponton kezdődik, és megáll egy helyen körülbelül 2 méter az autópálya mentén, használhatjuk2 méter Jelentéseinkért "D" A képletben.

3. Keresse meg az objektumra alkalmazott erőt. Ezután keresse meg az objektum mozgatásához használt erő mennyiségét. Ez egy intézkedés "Erő" erők - annál inkább az értéke, annál erősebb, hogy megnyomja az objektumot, és annál gyorsabban felgyorsítja a sorát. Ha az erő mennyisége nincs megadva, az elmozdulás tömegéből és gyorsulásából származik (feltéve, hogy nincsenek más ütköző erők) a Formulaf = M × a.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy az egységmérő egységeinek Newton-ban kell lennie a képlet kiszámításához.

Példánkban tegyük fel, hogy nem ismerjük az erő mennyiségét. Mindazonáltal mondjuk Tud, A játékvezetéknek sok 0,5 kg-ja van, és az áramellátás 0,7 méter / másodperc sebességgel felgyorsul. Ebben az esetben megtaláljuk az értéket az M × A = 0 multiptálásával.5 × 0.7 = 0.35 Newton.

4. Szorozzuk meg a hatalmat ×. Miután megtudta az objektumon működő erő mennyiségét, és a távolságot, amelyhez költözött, a többi megkönnyíti. Csak megszorozzák ezeket a két értéket egymásnak, hogy megkapják a munka értékét.

Itt az ideje, hogy megoldjuk a feladat példáját. A 0,35 Newton és az offset érték - 2 méteres értékével a válaszunk egyszerű szorzás kérdése: 0.35 × 2 = 0.7 Johley.

Előfordulhat, hogy észrevette, hogy a bevezetésben bemutatott képletben további rész van a képlethez: Cosine (θ). Amint azt fentebb említettük, ebben a példában a hatalmat és a mozgás irányát egy irányba használják. Ez azt jelenti, hogy a szögek között 0. Mivel a COSINE (0) = 1, nem szabad megengednünk - egyszerűen szaporodunk 1.

öt. Emlékezzünk a válaszra a Joules-ben. A fizika, a munka értékei (és több más érték) szinte mindig adnak egy egységegységben, amelyet Joule neveznek. Az egyik joule-t 1 méterrel, vagy más szóval, 1 újonnan × méterrel alkalmazzák. Szenvente - mivel megszorozzuk a távolságot az erőért, logikus, hogy a válasz, amelyet kapsz, egy mértékegységgel rendelkezik, egyenlő az erő és a távolság értékének egységeinek megszorzásával.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a joule is alternatív definíciója - 1 watt a hatalom egy másodpercig kibocsátott. Olvassa el a következő részletesebb vitát és annak arányát.

3. rész: 3:

Szögtermékkel végzett munka kiszámítása

egy. Keresse meg az erőt és az eltolásokat, mint a szokásos módon. A fenti feladatokkal foglalkozunk azzal a feladattal, amelyben az objektum ugyanabba az irányba mozog, mint az erre igazítva. Tény, hogy nem mindig történik meg. Azokban az esetekben, amikor az objektum hatalma és mozgása két különböző irányban található, a két irány közötti különbséget is figyelembe kell venni a pontos eredmény egyenletében. Először keresse meg az objektum erősségének és elmozdulásának értékét, amint azt általában csinálod.

Nézzünk egy másik példát a feladatra. Ebben az esetben feltételezzük, hogy előre húzzuk a játékvonatot, mint a fenti feladat példájában, de ezúttal tényleg átmérőjű. A következő lépésben figyelembe fogjuk venni, de most most betartjuk az alapítványokat: a vonat mozgatása és az erő nagysága. Saját célunk szerint mondjuk, hogy az erő nagysága van10 Newton És hogy ugyanezt vezeti 2 méterElőre, mint korábban.

2. Keresse meg a szöget az erősvektor és a mozgás között. A fenti példákkal ellentétben az erő, amely egy másik irányban van, mint az objektum mozgása, meg kell találni a különbséget e két irány között a szögek közötti szög formájában. Ha ezt az információt nem biztosítják Önnek, akkor előfordulhat, hogy meg kell mérnie a szöget magadnak, vagy visszavonnia kell egy másik információból a feladatban.

Példánkban a feladat, feltételezzük, hogy az alkalmazott erő körülbelül 60 a vízszintes sík felett van. Ha a vonat még mindig egyenesen előre halad (azaz vízszintesen), az erősség vektor és a vonatmozgás közötti szög egyenlő lesz 60.

3. Szorozzuk meg az erőt × távolság × cosine (θ). Miután megtudta az objektum elmozdulását, az erőtől függő erő mennyiségét és az erővektor és a mozgás közötti szöget, a megoldás szinte ugyanolyan könnyű, mint anélkül, hogy szöget vennénk figyelembe. Csak vegye a szöget a szögben (ez tudományos számológépet igényelhet), és szorozza meg az erőt, és mozoghat, hogy megtalálja a választ a feladathoz joulesben.

Megoldom a feladatunk példáját. A számológép segítségével úgy találjuk, hogy a Cosine 60 1/2. Bekapcsolva a képletbe, megoldhatjuk a problémát az alábbiak szerint: 10 Newtones × 2 méter × 1/2 = 10 Johley.

3. rész: 3:

A munka értéke

egy. Változtassa meg a képletet, hogy megtalálja a távolságot, az erősséget vagy a szöget. A fent említett munka képlete nem egyszerűen A jó munka értékes, hogy megtalálja az egyenletben lévő változókat, ha már ismeri a munka értékét. Ezekben az esetekben egyszerűen válassza ki a keresett változót, és oldja meg az egyenletet az algebra fő szabályainak megfelelően.

Például, tegyük fel, hogy tudjuk, hogy vonatunk 20 Newton-ban húzódik az erővel, több mint 5 méteres sebességgel a 86,6 joule munka végrehajtásához. Mindazonáltal nem ismerjük az erősségi vektor szögét. A szög megkereséséhez egyszerűen kiemeljük ezt a változót, és megoldjuk az egyenletet az alábbiak szerint:
86.6 = 20 × 5 × cosine (θ)
86.6/100 = COSINE (θ)
Arccos (0.866) = θ = harminc

2. Oszd meg a mozgásban töltött időt, hogy megtalálja a hatalmat. A fizikában a munka szorosan kapcsolódik egy másik típusú méréshez "erő". A hatalom csak egy módja annak, hogy meghatározzuk a sebességet, amellyel a munkát hosszú ideig egy bizonyos rendszerben végzik. Tehát a hatalom megtalálásához mindössze annyit kell tennie, hogy megosztja az objektum mozgatásához használt műveletet a mozgás befejezéséhez. A teljesítményméréseket az egységekben (a joule / másodperc) egységekben kell kijelölni.

Például a fenti lépésben szereplő feladat példájához tegyük fel, hogy 5 másodperc 5 méterre van. Ebben az esetben mindent meg kell tennie, hogy megosztja az elvégzett munkát 5 méter (86,6 j), 12 másodpercig, hogy válaszoljon a teljesítmény kiszámításához: 86.6/12 = `7.22 W.

3. Használja a TME-képletet_ÉN + W_NC = Tme_F, A rendszer mechanikai energiájának megfelelően. A munka a rendszerben található energia mennyiségének megtalálásához is felhasználható. A fenti TME formula_ÉN = A kezdeti Teljes mechanikai energia a TME rendszerben_F = végső Teljes mechanikai energia a rendszerben és w_NC = a kommunikációs rendszerekben végzett munka a nem konzervatív erők rovására.. Ebben a képletben, ha az erőt a mozgás irányába kell alkalmazni, akkor pozitív, és ha kiáltás (ellen), akkor negatív. Ne feledje, hogy a vízszintes energiák a (½) mV-vel, ahol m = tömeg és v = térfogat.

Például például két lépésben lévő feladat, feltételezzük, hogy a vonat eredetileg 100 j-os mechanikai energiával rendelkezik. Mivel a feladat a feladat húzza a vonatot az irányba, hogy már elhaladt, pozitív. Ebben az esetben a vonat végső energiája - TME_ÉN + W_NC = 100 + 86.6 = 186.6 J.

Felhívjuk figyelmét, hogy a nem konzervatív erők azok a erők, amelyeknek hatalma az objektum gyorsulásának kitéve az objektum által elhárított utatól függ. Friction egy jó példa - egy olyan tárgyat, tolta a rövid, egyenes út, érezni fogja a következményeket súrlódás egy rövid időre, amíg egy tárgy, amely tolta végig a hosszú, kanyargós utat, hogy ugyanazt a végső hely, általában úgy fogja érezni, súrlódás.

Tippek

Ha sikerül megoldani a feladatot, akkor mosolyogjon és örüljön magadnak!
A vonat a lehető legtöbb feladat megoldásában a teljes megértést garantálja.
Folytassa a gyakorlást, és próbálja meg újra, ha nem sikerül a kiválasztásban.
Fedezze fel a következő pontokat a munkával kapcsolatban:

Az erő által végzett munka pozitív vagy negatív lehet. (Ebben az értelemben a feltételek "Pozitív vagy negatív" hordozza matematikai jelentését, és a szokásos értéket).
Az elvégzett munka negatív, mikor ellentétes irányban működik.
Az elvégzett munka pozitív, ha az erő a mozgás irányába jár.