Wzór na pracę to W = F x S, gdzie F to siła, a S to odległość, jaką przebył obiekt. Tę pracę można również określić na podstawie różnicy energii obiektu.
Często w życiu codziennym słyszymy termin „wysiłek”. Ogólnie rzecz biorąc, osoba postara się uzyskać to, czego chce.
Okazuje się jednak, że w nauce dokładniej wyjaśnia się również wysiłki z zakresu fizyki. Dlatego przyjrzyjmy się bliżej temu, co nazywa się pracą z fizycznego punktu widzenia.
Wysiłek
Definicja
„Zasadniczo wysiłek jest działaniem lub działaniem na obiekcie lub systemie w celu zmiany stanu systemu”.
Temat biznesowy jest na porządku dziennym i często robimy to w życiu codziennym.
Na przykład, przesuwając wiadro wypełnione wodą, staramy się, aby wiadro przesunęło się z pierwotnego miejsca.
Formuła biznesowa
Matematycznie pracę definiuje się jako iloczyn siły działającej na przedmiot i tego, jak daleko się on przemieścił.
W = F. Δ s
Jeśli studiowałeś całki, przemieszczenie odległości spowodowane działającą siłą jest wykresem, który zmienia się w sposób ciągły. W ten sposób można zapisać równanie dla wzoru biznesowego
Informacja :
W = praca (dżule)
F = siła (N)
Δs = różnica odległości (m)
Jak wiemy, siła i odległość to wielkości wektorowe. Praca jest iloczynem kropki między siłą a odległością, więc musimy pomnożyć te same składowe wektora. Aby uzyskać więcej informacji, spójrzmy na poniższy obrazek.
Na powyższym obrazku osoba ciągnie linę przywiązaną do pudełka z siłą F i tworzy kąt θ. Pudełko jest następnie przenoszone s.
Biorąc pod uwagę, że praca jest iloczynem kropek, siła, którą można pomnożyć przez odległość, jest siłą na osi x. Dlatego wzór na pracę można zapisać jako
W = F cos θ. s
gdzie θ jest kątem między liną a płaszczyzną pudełka.
Ogólnie rzecz biorąc, wysiłek, o którym często wspominamy, to po prostu jego wartość bezwzględna. Jednak praca może być również dodatnia i ujemna lub nawet zerowa.
Mówi się, że praca jest ujemna, jeśli obiekt lub system działa przeciw sile lub łatwiej, gdy siła i jej przemieszczenie są w przeciwnych kierunkach.
W międzyczasie, gdy siła i przemieszczenie są w tym samym kierunku, praca będzie pozytywna. Jednak gdy obiekt nie ulega zmianie stanu, jego praca wynosi zero.
Przeczytaj także: Systematyka konstytucji z 1945 r. (Kompletna) przed i po poprawkachEnergia
Zanim przejdziemy dalej do biznesu, musimy najpierw wiedzieć o partnerze wysiłku, czyli o energii.
Wysiłek i energia to nierozerwalna jedność. Dzieje się tak, ponieważ wysiłek jest formą energii.
„Zasadniczo energia to zdolność do pracy”.
Tak jak w przypadku, gdy przenosimy wiadro, potrzebujemy energii, aby wiadro mogło się poruszać.
Energię dzieli się również na dwa typy, a mianowicie energię potencjalną i energię kinetyczną.
Energia potencjalna
Zasadniczo energia potencjalna to energia posiadana przez obiekt, gdy obiekt się nie porusza lub w stanie spoczynku. Przykładem jest sytuacja, gdy podnosimy wiadro z wodą.
Gdy wiadro zostanie podniesione, aby nie spadło, nasze ręce będą ciężkie. Dzieje się tak, ponieważ wiadro ma potencjalną energię, mimo że wiadro się nie porusza.
Generalnie energia potencjalna wynika z wpływu siły grawitacji. W poprzednim przypadku łyżka była ciężka podczas podnoszenia i znajdowała się już na górze.
Dzieje się tak, ponieważ pozycja obiektu wpływa na energię potencjalną. Im wyższy obiekt, tym większa jego energia potencjalna.
Ponadto na energię potencjalną ma również wpływ masa i przyspieszenie grawitacyjne. Zatem ilość energii potencjalnej można zapisać jako
Ep = m. sol. godz
Informacja :
Ep = energia potencjalna (dżule)
m = masa (kg)
g = przyspieszenie ziemskie (9,8 m / s2)
h = wysokość obiektu (m)
Ponadto, jeśli na biznes wpływa tylko energia potencjalna. Tak więc ilość pracy zależy od różnicy między energią potencjalną po i przed ruchem obiektu.
W = ΔEp
W = m. sol. (h2 - h1)
Informacja :
h2 = wysokość ostatecznego obiektu (m)
h1 = wysokość początkowego obiektu (m)
Energia kinetyczna
Innym przypadkiem z energią potencjalną jest energia, którą posiada obiekt, kiedy się porusza, nazywana energią kinetyczną.
Wszystkie obiekty w ruchu muszą mieć energię kinetyczną. Ilość energii kinetycznej jest proporcjonalna do prędkości i masy obiektu.
Matematycznie ilość energii kinetycznej można zapisać w następujący sposób:
Ek = 1/2 mv 2
Informacja :
Ek = energia kinetyczna (dżule)
m = masa (kg)
v = prędkość (m / s)
Jeśli na obiekt ma wpływ tylko energia kinetyczna, wówczas pracę wykonaną przez obiekt można obliczyć z różnicy energii kinetycznej.
W = ΔEk
W = 1 / 2.m. (V2 - v1) 2
Informacja :
v2 = prędkość końcowa (m / s)
v1 = prędkość początkowa (m / s)
Energia mechaniczna
Istnieje stan, w którym obiekt ma dwa rodzaje energii, a mianowicie energię potencjalną i energię kinetyczną. Ten stan nazywa się energią mechaniczną.
Przeczytaj także: Obraz sieci Cube, komplet + przykładyZasadniczo energia mechaniczna to połączenie dwóch rodzajów energii, a mianowicie energii kinetycznej i potencjalnej, które działają na obiekty.
Em = Ep + Ek
Informacja :
Em = energia mechaniczna (dżule)
Zgodnie z prawem zachowania energii energia nie może zostać stworzona ani zniszczona.
Jest to ściśle związane z energią mechaniczną, w przypadku której można całą energię przekształcić z energii potencjalnej w energię kinetyczną lub odwrotnie. W rezultacie całkowita energia mechaniczna będzie zawsze taka sama, niezależnie od położenia.
Em1 = Em2
Informacja :
Em1 = początkowa energia mechaniczna (dżule)
Em2 = końcowa energia mechaniczna (dżule)
Przykłady formuł pracy i energii
Poniżej znajduje się kilka przykładów pytań w celu zrozumienia przypadków związanych z formułą pracy i energii.
Przykład 1
Przedmiot o masie 10 kg porusza się po płaskiej i śliskiej powierzchni bez tarcia, jeśli jest on popychany z siłą 100 N, która tworzy kąt 60 ° do kierunku poziomego. Nakład pracy przy przemieszczeniu obiektu 5 m wynosi
Odpowiedź
W = F. cos θ. S = 100. cos 60,5 = 100,0,5,5 = 250 dżuli
Przykład 2
Blok o masie 1800 gramów (g = 10 m / s2) jest ciągnięty pionowo przez 4 sekundy. Jeśli blok przesunie się na wysokość 2 m, uzyskana moc wynosi
Odpowiedź
Energia = moc. czas
Ep = P. t
mg h = P. t
1,8 .10. 2 = P. 4
36 = strona 4
P = 36/4 = 9 W.
Przykład 3
Dziecko o masie 40 kg przebywa na 3 piętrze budynku na wysokości 15 m od ziemi. Oblicz energię potencjalną dziecka, jeśli znajduje się ono teraz na 5 piętrze i 25 m nad ziemią!
Odpowiedź
m = 40 kg
h = 25 m
g = 10 m / s²
Ep = mxgxh
Ep = (40) (10) (25) = 10000 dżuli
Przykład 4
Obiekt o masie 10 kg porusza się z prędkością 20 m / s. Ignorując istniejącą siłę tarcia na obiektach. Jaka jest zmiana energii kinetycznej, jeśli prędkość obiektu osiągnie 30 m / s!
Odpowiedźm = 10 kg
v1 = 20 m / s
v2 = 30 m / s
Δ Ek = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½ m (v2²- v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 j
Przykład 5
Przedmiot o masie 2 kg wypada ze szczytu wielokondygnacyjnego budynku o wysokości 100 m. Jeśli zaniedbamy tarcie z powietrzem i g = 10 ms-2, to praca wykonywana grawitacyjnie do wysokości 20 m od podłoża jest
OdpowiedźW = mgΔ
W = 2 x 10 x (100-20)
W = 1600 dżuli
Tak więc dyskusja dotycząca wzoru na wysiłek i energię, miejmy nadzieję, może być dla Ciebie przydatna.
