Arbejde i fysik er en værdi, der findes ved at gange modulet af den kraft, der bevæger kroppen, med den afstand, den har bevæget sig. I artiklen vil vi i detaljer overveje de situationer, hvor kroppen bevæger sig og forbliver ubevægelig. Lad os lære formlen for arbejde og dets måleenheder.
Tvinger, der virker på en krop
Lad os forestille os, at vi har en tråd, hvorpå en krop er ophængt. Fra siden af tråden virker trådens elastiske kraft på den, lad os betegne det F. Kroppen er ubevægelig, lad os sige, at vi har fastgjort tråden til et stativ. Er det nødvendigt at gøre noget for at bevare denne tilstand på ubestemt tid? Ingen. Selvom der er en kraft, der virker på kroppen, bevæger den sig ikke.
Arbejde i fysik - hvad er det? Inden du besvarer dette spørgsmål, skal du overveje situationen. Antag, at et legeme bevæger sig, men ingen kræfter virker på det. For eksempel hvis det er en bold i det ydre rum, langt fra alle stjerner og galakser. Så vil deres tiltrækningskraft være ubetydelig. Tegn et diagram.
Kroppen har bevæget sig en vis afstand s, men der er ingen kraft (F=0). Er det nødvendigtgøre noget for at holde kroppen i gang? Ingen. Denne tilstand kan opretholdes på ubestemt tid. Dette er ensartet retlinet bevægelse i fravær af kræfter, der virker på kroppen.
Forceproducerende mekanisk arbejde
Og nu er situationen fundament alt anderledes. Vi hæver den samme bold. En kraft virker på den, den påføres kroppen fra siden af rebet. Vi angiver mængden af boldens bevægelse med bogstavet s, og kraften - F. Vil bolden selv stige? Nej, noget skal løfte det. For eksempel skal en elmotor fungere et sted. Men for at det kan virke, skal der falde vand fra dæmningen, hvilket fører til rotation af turbinen, som generatoren er tilsluttet. Gennem elledningen skal der overføres energi til motoren, og den skal virke og løfte belastningen. Det vil sige, at bevægelsen ikke kan realiseres af sig selv.
Fysikere siger, at i de første to tilfælde udfører kraften ikke noget mekanisk arbejde. I det tredje tilfælde er arbejdet udført. Hvad er det produceret af? Force F. I fysik er arbejde en størrelse. Og hvis ja, så kan det ændre sig op og ned. Det er let at gætte, at hvis kraften øges og kroppen flyttes den samme afstand, så vil denne krafts arbejde være større. Hvordan kan styrke øges? For eksempel er det dobbelt så hårdt at tage en bold. Så vil arbejdet fordobles. Derfor er arbejdet udført af en kraft proportional med kraftens størrelse. Dette er loven.
Mekanisk arbejdsformel
Lad os forestille os, at vi skal hæve den samme bold ikke 50 cm, men 100 cm.gør arbejdet med at løfte det først til den første halvdel af afstanden og derefter til den anden. Hver gang vil det samme arbejde blive udført, men det samlede arbejde vil være dobbelt så meget. Det betyder, at arbejdet er direkte proportion alt med den afstand, kroppen tilbagelægger. Derfor blev fysikere enige om at angive værdien af Fs med bogstavet A og kalde det kraftværket. Udtrykket Fs vil være direkte proportion alt med kroppens kraft og forskydning.
A=Fs er formlen for at arbejde i fysik. A er den ønskede værdi af den kraft, der påføres kroppen, og s er den vej, som kroppen tilbagelægger. Der er dog situationer, hvor en kraft påføres kroppen, men den bevæger sig ikke. I vores tredje tilfælde bevæger kroppen sig i samme retning, som kraften påføres. Derfor ville det være mere præcist at sige, at s er kroppens forskydning i kraftens retning. Lad os formulere en definition: arbejde i fysik er en størrelse lig med produktet af kraftmodulet og kroppens forskydning i kraftens retning.
Måleenheder
Lad os se på den definerende formel A=Fs. [A]=Nm=J. N er newton, J er joule. Hvordan forstår man, hvad 1 joule er? Lad os tegne et diagram, der viser en kraft, der udfører arbejde på én joule.
Figuren viser kroppens start- og slutposition. Vi flyttede den til en afstand på 1 m. Ved bevægelse blev en kraft på en newton påført kroppen. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Det vil sige, at én joule er det arbejde, der udføres af en kraft på én newton, når et legeme bevæger sig i en afstand af 1 m i kraftens retning.
En joule er en lille mængde arbejde. At hæve1 kg vægt pr. 10 cm, du skal udføre arbejde på 1 joule. For at hæve den til en meters højde skal du udføre arbejde på 10 joule. Hvis vi taler om kranernes arbejde, løfter de tons med snesevis af meter. Derfor bruges også andre måleenheder for arbejde: kilojoule, megajoule osv. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Vægurets viser sættes i gang af motoren. Det virker meget mindre end én joule. Det måles i millijoule. 1 mJ=0,001 J. Der er også mikrojoule. 1 μJ=110^-6 J.
