Arbeid i fysikk er en verdi som finnes ved å multiplisere modulen til kraften som beveger kroppen med avstanden den har beveget seg. I artikkelen vil vi vurdere i detalj situasjonene når kroppen beveger seg og forblir ubevegelig. La oss lære formelen for arbeid og dens måleenheter.
Tvinger som virker på en kropp
La oss forestille oss at vi har en tråd som en kropp er hengt opp på. Fra siden av tråden virker den elastiske kraften til tråden på den, la oss betegne den F. Kroppen er ubevegelig, la oss si at vi festet tråden til et stativ. Er det nødvendig å gjøre noe for å beholde denne tilstanden på ubestemt tid? Nei. Selv om det er en kraft som virker på kroppen, beveger den seg ikke.
Arbeid i fysikk - hva er det? Før du svarer på dette spørsmålet, vurder situasjonen. Anta at en kropp beveger seg, men ingen krefter virker på den. For eksempel hvis det er en ball langt i verdensrommet, langt fra alle stjerner og galakser. Da vil kraften til tiltrekningen deres være ubetydelig. Tegn et diagram.
Kroppen har beveget seg en viss avstand s, men det er ingen kraft (F=0). Er det nødvendiggjøre noe for å holde kroppen i bevegelse? Nei. Denne tilstanden kan opprettholdes på ubestemt tid. Dette er ensartet rettlinjet bevegelse i fravær av krefter som virker på kroppen.
Tving produserende mekanisk arbeid
Og nå er situasjonen fundament alt annerledes. Vi vil heve den samme ballen. En kraft virker på den, den påføres kroppen fra siden av tauet. Vi angir mengden av bevegelse av ballen med bokstaven s, og kraften - F. Vil ballen selv stige? Nei, noe må løfte den. For eksempel må en elektrisk motor fungere et sted. Men for at det skal fungere, må vann falle fra demningen, noe som fører til rotasjon av turbinen som generatoren er koblet til. Gjennom kraftledningen skal energi overføres til motoren, og den skal virke og løfte lasten. Det vil si at bevegelsen ikke kan realiseres av seg selv.
Fysikere sier at i de to første tilfellene gjør kraften ikke noe mekanisk arbeid. I det tredje tilfellet er arbeidet gjort. Hva er det produsert av? Kraft F. I fysikk er arbeid en størrelse. Og i så fall kan det endre seg opp og ned. Det er lett å gjette at hvis kraften økes og kroppen flyttes samme avstand, vil arbeidet til denne kraften være større. Hvordan kan styrke økes? For eksempel er det dobbelt så vanskelig å ta en ball. Da vil arbeidet dobles. Derfor er arbeidet som utføres av en kraft proporsjonal med størrelsen på kraften. Dette er loven.
Mekanisk arbeidsformel
La oss tenke oss at vi trenger å heve den samme ballen ikke 50 cm, men 100 cm.gjør arbeidet med å løfte den først til den første halvdelen av avstanden, og deretter til den andre. Hver gang vil det samme arbeidet bli utført, men det totale arbeidet vil være dobbelt så mye. Dette betyr at arbeidet er direkte proporsjon alt med avstanden kroppen har tilbakelagt. Derfor ble fysikere enige om å angi verdien av Fs med bokstaven A og kalle det kraftverket. Uttrykket Fs vil være direkte proporsjon alt med kraften og forskyvningen til kroppen.
A=Fs er formelen for å jobbe i fysikk. A er ønsket verdi av kraften som påføres kroppen, og s er banen som kroppen har tilbakelagt. Imidlertid er det situasjoner når en kraft påføres kroppen, men den beveger seg ikke. I vårt tredje tilfelle beveger kroppen seg i samme retning som kraften påføres. Derfor vil det være mer nøyaktig å si at s er forskyvningen av kroppen i retning av kraften. La oss formulere en definisjon: arbeid i fysikk er en verdi lik produktet av kraftmodulen og kroppens forskyvning i kraftens retning.
Måleenheter
La oss se på den definerende formelen A=Fs. [A]=Nm=J. N er newton, J er joule. Hvordan forstå hva 1 joule er? La oss tegne et diagram som viser en kraft som utfører arbeid på én joule.
Figuren viser utgangs- og sluttposisjonen til kroppen. Vi flyttet den til en avstand på 1 m. Ved flytting ble en kraft på en newton påført kroppen. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Det vil si at én joule er arbeidet som utføres av en kraft på én newton når et legeme beveger seg i en avstand på 1 m i kraftens retning.
En joule er en liten mengde arbeid. Å oppdra1 kg vekt per 10 cm, du må utføre arbeid på 1 joule. For å heve den til en meters høyde, må du gjøre arbeid på 10 joule. Hvis vi snakker om arbeidet med kraner, løfter de tonn med titalls meter. Derfor brukes også andre måleenheter for arbeid: kilojoule, megajoule osv. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Viseren til vegguret settes i bevegelse av motoren. Det fungerer mye mindre enn én joule. Det måles i millijoule. 1 mJ=0,001 J. Det er også mikrojoule. 1 μJ=110^-6 J.
