Формула роботи - W = F x S, де F - сила, а S - відстань, яку пройшов об’єкт. Цю роботу також можна визначити за допомогою різниці енергій об’єкта.
Часто ми чуємо термін "зусилля" у повсякденному житті. Загалом, людина докладе зусиль, щоб отримати бажане.
Однак виявляється, що зусилля також пояснюються в науці точніше у галузі фізики. Тому давайте детальніше розглянемо те, що з точки зору фізики називається роботою.
Зусилля
Визначення
"В основному, зусилля - це дія чи дія щодо об’єкта або системи для зміни стану системи".
Тема бізнесу - звичайна справа, і ми часто робимо це у повсякденному житті.
Наприклад, під час переміщення відра, наповненого водою, ми докладаємо зусиль, щоб відро рухалося з початкового місця.
Формула бізнесу
Математично робота визначається як добуток сили, що діє на об’єкт, і наскільки він просунувся.
W = F. Δ s
Якщо ви вивчали інтеграли, то зміщення відстані внаслідок дії сили є графіком, який постійно змінюється. Таким чином, рівняння для бізнес-формули можна записати
Інформація:
W = робота (джоулі)
F = сила (N)
Δs = різниця у відстані (м)
Як ми знаємо, сила та відстань є векторними величинами. Робота є добутком точки між силою та відстанню, тому нам потрібно помножити однакові векторні компоненти. Детальніше, давайте розглянемо зображення нижче.
На зображенні вище людина тягне мотузку, прив’язану до коробки з силою F і формуючи кут θ. Потім ящик переміщується s.
Враховуючи, що робота є добутком крапок, сила, яку можна помножити на відстань, є силою на вісь х. Тому формулу роботи можна записати як
W = F cos θ. s
де θ - кут між мотузкою і площиною коробки.
Загалом, зусилля, про які ми часто згадуємо, - це лише їх абсолютна цінність. Однак робота також може бути позитивною і негативною або навіть нульовою.
Робота буде називатися негативною, якщо об’єкт або система дійсно спрацьовує проти сили або легше, коли сила та її переміщення знаходяться в протилежних напрямках.
Тим часом, коли сила та переміщення рухаються в одному напрямку, робота буде позитивною. Однак, коли об'єкт не зазнає змін у стані, його робота дорівнює нулю.
Читайте також: Систематика Конституції 1945 р. (Повна версія) До та після внесення змінЕнергія
Перш ніж далі обговорювати бізнес, нам слід спочатку дізнатись про партнера, зокрема енергетику.
Праця та енергія - це нерозривна єдність. Це тому, що зусилля - це форма енергії.
"В основному енергія - це здатність виконувати роботу".
Як і у випадку, коли ми рухаємо відро, нам потрібна енергія, щоб відро можна було переміщати.
Енергію також класифікують на два типи, а саме на потенційну енергію та кінетичну енергію.
Потенційна енергія
В основному, потенційна енергія - це енергія, якою володіє об’єкт, коли об’єкт не рухається або перебуває в стані спокою. Приклад - коли ми піднімаємо відро з водою вгору.
Коли ковш підняли, щоб уникнути відра, наші руки будуть відчувати важкість. Це пов’язано з тим, що відро має потенційну енергію, навіть незважаючи на те, що відро не рухається.
Загалом, потенційна енергія виникає в результаті впливу сили тяжіння. У попередньому випадку відро відчувало себе важким під час підняття і вже було вгорі.
Це пов’язано з тим, що на потенційну енергію впливає положення об’єкта. Чим вище об'єкт, тим більша його потенційна енергія.
Крім того, на потенційну енергію також впливає маса і гравітаційне прискорення. Таким чином, кількість потенційної енергії можна записати як
Еп = м. g. h
Інформація:
Ep = потенційна енергія (джоулі)
m = маса (кг)
g = прискорення під дією сили тяжіння (9,8 м / с2)
h = висота об'єкта (м)
Крім того, якщо на бізнес впливає лише потенційна енергія. Таким чином, обсяг роботи визначається різницею між потенційною енергією після і до переміщення об’єкта.
W = ΔEp
Ш = м. g. (h2 - h1)
Інформація:
h2 = висота кінцевого об'єкта (м)
h1 = висота початкового об'єкта (м)
Кінетична енергія
Інший випадок з потенційною енергією - енергія, якою володіє об’єкт при його русі, що називається кінетичною енергією.
Всі об’єкти, що перебувають у русі, повинні мати кінетичну енергію. Кількість кінетичної енергії пропорційна швидкості та масі об’єкта.
Математично кількість кінетичної енергії можна записати так:
Ек = 1/2 мв 2
Інформація:
Ek = кінетична енергія (джоулі)
m = маса (кг)
v = швидкість (м / с)
Якщо на об'єкт впливає лише кінетична енергія, то роботу, виконану об'єктом, можна розрахувати за різницею в кінетичній енергії.
W = ΔEk
Ш = 1/2 м. (V2 - v1) 2
Інформація:
v2 = кінцева швидкість (м / с)
v1 = початкова швидкість (м / с)
Механічна енергія
Існує стан, коли об’єкт має два типи енергії, а саме потенційну енергію та кінетичну енергію. Цей стан називається механічною енергією.
Також читайте: Зображення сіток кубів, Повне + ПрикладиВ основному механічна енергія - це поєднання двох видів енергії, а саме кінетичної та потенційної, що діють на предмети.
Em = Ep + Ek
Інформація:
Em = механічна енергія (джоулі)
Згідно із законом збереження енергії, енергію неможливо створити та знищити.
Це тісно пов’язано з механічною енергією, де якщо всю енергію можна перетворити з потенційної енергії в кінетичну або навпаки. Як результат, загальна механічна енергія завжди буде однаковою незалежно від положення.
Em1 = Em2
Інформація:
Em1 = початкова механічна енергія (джоулі)
Em2 = кінцева механічна енергія (джоулі)
Приклади робочих та енергетичних формул
Далі подано кілька прикладів запитань, щоб зрозуміти випадки, пов’язані з роботою та формулою енергії.
Приклад 1
Предмет масою 10 кг рухається по рівній слизькій поверхні без будь-якого тертя, якщо предмет штовхається із силою 100 Н, яка утворює кут 60 ° до горизонтального напрямку. Обсяг роботи, якщо зміщення об’єкта становить 5 м, становить
Відповідь
W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100,0,5,5 = 250 Джоулів
Приклад 2
Блок масою 1800 грам (g = 10 м / с2) витягується вертикально протягом 4 секунд. Якщо блок рухається на висоту 2 м, отримана потужність становить
Відповідь
Енергія = потужність. час
Еп = П. т
мг год = П. т
1,8 .10. 2 = П. 4
36 = С. 4
P = 36/4 = 9 Вт
Приклад 3
Дитина, маса якої становить 40 кг, знаходиться на 3 поверсі будівлі на висоті 15 м від землі. Обчисліть потенційну енергію дитини, якщо дитина зараз знаходиться на 5 поверсі і знаходиться на відстані 25 м від землі!
Відповідь
м = 40 кг
h = 25 м
g = 10 м / с²
Ep = mxgxh
Еп = (40) (10) (25) = 10000 джоулів
Приклад 4
Предмет масою 10 кг рухається зі швидкістю 20 м / с. Ігноруючи існуючу силу тертя об предмети. Яка зміна кінетичної енергії, якщо швидкість об’єкта стає 30 м / с!
Відповідьм = 10 кг
v1 = 20 м / с
v2 = 30 м / с
Δ Ek = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½ м (v2² - v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 Дж
Приклад 5
Предмет масою 2 кг вільно впав з вершини багатоповерхового будинку висотою 100 м. Якщо тертям з повітрям знехтувати і g = 10 мс-2, то робота, виконана гравітацією на висоту 20 м від землі,
ВідповідьШ = мгΔ
Ш = 2 х 10 х (100-20)
Ш = 1600 джоулів
Таким чином, дискусія щодо формули зусиль та енергії, сподіваємось, може бути корисною для вас.