Vzorec pre prácu je W = F x S, kde F je sila a S je vzdialenosť, ktorú objekt prešiel. Túto prácu je možné určiť aj pomocou energetického rozdielu objektu.
V každodennom živote často počujeme výraz „úsilie“. Všeobecne sa človek bude usilovať dosiahnuť to, čo chce.
Ale zjavne sú snahy vysvetlené aj vo vede presnejšie v oblasti fyziky. Poďme sa preto bližšie pozrieť na to, čo sa z fyzikálneho hľadiska volá práca,.
Úsilie
Definícia
„Snahou je v zásade akcia alebo akcia zameraná na objekt alebo systém, ktorá má zmeniť stav systému.“
Téma podnikania je niečo, čo je bežné a robíme ju často v každodennom živote.
Napríklad pri premiestňovaní vedra naplneného vodou sa snažíme, aby sa vedro pohlo z pôvodného miesta.
Obchodný vzorec
Matematicky je práca definovaná ako súčin sily pôsobiacej na objekt a toho, ako ďaleko sa posunul.
W = F. Δ s
Ak ste študovali integrály, posunutie vzdialenosti v dôsledku pôsobenia sily je graf, ktorý sa neustále mení. Môže sa teda zapísať rovnica pre obchodný vzorec
Informácie:
W = práca (jouly)
F = sila (N)
Δs = rozdiel vo vzdialenosti (m)
Ako vieme, sila a vzdialenosť sú vektorové veličiny. Výsledkom je úsilie násobiaca bodka medzi silou a vzdialenosťou, takže musíme znásobiť vektorové zložky rovnakým smerom. Viac podrobností sa dozvieme na obrázku nižšie.
Na vyššie uvedenom obrázku osoba ťahá za lano priviazané o schránku silou F a vytvára uhol θ. Krabica sa potom posunie až na s.
Vzhľadom na to, že práca je produktom bodiek, je sila, ktorú je možné vynásobiť vzdialenosťou, silou na osi x. Preto môže byť vzorec pre prácu napísaný ako
W = F cos θ. s
kde θ je uhol medzi lanom a rovinou skrinky.
Úsilie, ktoré často spomíname, je vo všeobecnosti iba jeho absolútna hodnota. Práca však môže byť aj pozitívna a negatívna alebo dokonca nulová.
Práce budú považované za negatívne, ak objekt alebo systém pracuje proti sile alebo ľahšie, ak je sila a jej posun v opačných smeroch.
Medzitým, keď bude sila a posun v rovnakom smere, bude práca pozitívna. Ak však objekt neprechádza zmenou stavu, úsilie je nulové.
Prečítajte si tiež: Systematika ústavy z roku 1945 (úplné) pred a po zmenách a doplneniachEnergie
Pred ďalšou diskusiou o podnikaní musíme vopred vedieť o partnerovi úsilia, konkrétne o energii.
Práca a energia sú neoddeliteľnou jednotou. Je to preto, že úsilie je formou energie.
„Energia je v zásade schopnosť pracovať.“
Ak pohybujeme vedrom, potrebujeme energiu, aby sa vedierko dalo pohnúť.
Energia sa tiež klasifikuje do dvoch typov, a to na potenciálnu energiu a kinetickú energiu.
Potenciálna energia
Potenciálna energia je v zásade energia vlastnená objektom, keď sa objekt nepohybuje alebo nie je v pokoji. Príkladom je, keď zdvihneme vedro s vodou hore.
Keď sa vedro zdvihne, naše ruky sa budú cítiť ťažké, aby vedro nespadlo. Je to preto, lebo vedro má potenciálnu energiu, aj keď sa vedro nepohybuje.
Všeobecne sa potenciálna energia vytvára v dôsledku vplyvu gravitačnej sily. V predchádzajúcom prípade sa vedro pri zdvíhaní cítilo ťažké a bolo na vrchu.
Je to preto, že potenciálna energia je ovplyvnená polohou objektu. Čím je objekt vyšší, tým väčšia je jeho potenciálna energia.
Potenciálna energia je navyše ovplyvnená hmotou a jej gravitačným zrýchlením. Množstvo potenciálnej energie teda môžeme zapísať ako
Ep = m. g. h
Informácie:
Ep = potenciálna energia (joulov)
m = hmotnosť (kg)
g = gravitačné zrýchlenie (9,8 m / s2)
h = výška objektu (m)
Navyše, ak je podnikanie ovplyvnené iba potenciálnou energiou. Množstvo práce je teda určené rozdielom medzi potenciálnou energiou po a pred pohybom objektu.
W = ΔEp
W = m. g. (h2 - h1)
Informácie:
h2 = výška konečného objektu (m)
h1 = výška počiatočného objektu (m)
Kinetická energia
Ďalším prípadom potenciálnej energie je energia, ktorú vlastní objekt, keď sa pohybuje, ktorá sa nazýva kinetická energia.
Všetky pohybujúce sa objekty musia mať kinetickú energiu. Množstvo kinetickej energie je úmerné rýchlosti a hmotnosti objektu.
Matematicky možno množstvo kinetickej energie zapísať takto:
Ek = 1/2 m.v.2
Informácie:
Ek = kinetická energia (jouly)
m = hmotnosť (kg)
v = rýchlosť (m / s)
Ak je objekt ovplyvnený iba kinetickou energiou, potom sa môže práca vykonaná objektom vypočítať z rozdielu v kinetickej energii.
W = ΔEk
W = 1/2 m. (V2 - v1)2
Informácie:
v2 = konečná rýchlosť (m / s)
v1 = počiatočná rýchlosť (m / s)
Mechanická energia
Existuje stav, keď má objekt dva druhy energie, a to potenciálnu energiu a kinetickú energiu. Tento stav sa nazýva mechanická energia.
Prečítajte si tiež: Obrázok kockových sietí, úplné + príkladyV zásade je mechanická energia kombináciou dvoch druhov energie, a to kinetickej a potenciálnej, ktoré pôsobia na objekty.
Em = Ep + Ek
Informácie:
Em = mechanická energia (joulov)
Podľa zákona o zachovaní energie nemožno energiu vytvoriť a zničiť.
To úzko súvisí s mechanickou energiou, kde ak sa dá energia všetko previesť z potenciálnej energie na kinetickú energiu alebo naopak. Vďaka tomu bude celková mechanická energia vždy rovnaká bez ohľadu na polohu.
Em1 = Em2
Informácie:
Em1 = počiatočná mechanická energia (jouly)
Em2 = konečná mechanická energia (jouly)
Príklady pracovných a energetických vzorcov
Nasleduje niekoľko príkladov otázok, ktoré slúžia na pochopenie prípadov týkajúcich sa pracovného a energetického vzorca.
Príklad 1
Predmet s hmotnosťou 10 kg sa pohybuje na rovnom a klzkom povrchu bez trenia, ak je na predmet tlačený silou 100 N, ktorá zviera s horizontálnym smerom uhol 60 °. Množstvo práce, ak sa objekt posunie o 5 m, je
Odpoveď
W = F. cos θ. S = 100. cos 60,5 = 100,0,5,5 = 250 joulov
Príklad 2
Blok s hmotnosťou 1 800 gramov (g = 10 m / s2) sa ťahá zvisle po dobu 4 sekúnd. Ak sa blok presunie do výšky 2 m, výsledná sila je
Odpoveď
Energia = sila. čas
Ep = P. t
m. g. h = P. t
1,8 .10. 2 = P. 4
36 = str. 4
P = 36/4 = 9 wattov
Príklad 3
Dieťa s hmotnosťou 40 kg je na 3. poschodí budovy vo výške 15 m od zeme. Gróf potenciálna energia dieťa, ak je teraz na 5. poschodí a je vzdialené 25 m od zeme!
Odpoveď
m = 40 kg
v = 25 m
g = 10 m / s²
Ep = m x g x h
Ep = (40) (10) (25) = 10 000 joulov
Príklad 4
Objekt s hmotnosťou 10 kg sa pohybuje rýchlosťou 20 m / s. Ignorovaním existujúcej trecej sily na objekty. Upresnite zmeny kinetickej energie ak rýchlosť objektu dosiahne 30 m / s!
Odpoveďm = 10 kg
vl = 20 m / s
v2 = 30 m / s
AEk = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½ m (v2² - v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900 - 400) = 2 500 h
Príklad 5
Objekt s hmotnosťou 2 kg voľne padá z vrcholu viacpodlažnej budovy, ktorá je vysoká 100 m. Ak sa zanedbá trenie so vzduchom a g = 10 m s-2, potom je práca vykonaná gravitáciou do výšky 20 m od zeme
OdpoveďW = mgΔ
Š = 2 x 10 x (100 - 20)
W = 1 600 joulov
Preto diskusia o vzorci pre úsilie a energiu, dúfajme, že môže byť pre vás užitočná.
