کارهای مکانیکی این هست خصوصیات انرژی حرکت جسد فیزیکی داشتن یک نگاه اسکالر. این مساوی برابر با ماژول نیروی عمل بر بدن ضرب شده توسط ماژول جنبش ناشی از این نیرو و بر روی کوزین زاویه بین آنها است.

فرمول 1 - کار مکانیکی.

F - نیروی عمل بر روی بدن.

s - حرکت بدن.

cOSA - زاویه کوزین بین نیروی و جنبش.

این فرمول دارای نمای کلی است. اگر زاویه بین نیروی اعمال شده و جنبش صفر باشد، کوزین برابر است 1. بر این اساس، این کار تنها به کار نیروی بر جنبش برابر خواهد بود. نگران نباشید، اگر بدن در جهت استفاده از نیروی حرکت کند، کار مکانیکی برابر با کار نیروی حرکت است.

دومین مورد خاص، زمانی که زاویه بین نیروی عمل بر بدن و حرکت آن 90 درجه است. در این مورد، کوزین 90 درجه صفر است، به ترتیب، کار صفر خواهد بود. و در واقع، چه اتفاقی می افتد، ما قدرت را در یک جهت اعمال می کنیم، و بدن عمود بر آن حرکت می کند. به عبارت دیگر، بدن به طور واضح حرکت نمی کند نه تحت عمل قدرت ما. بنابراین، کار قدرت ما برای حرکت بدن صفر است.

شکل 1 - نیروهای کار هنگام حرکت بدن.

اگر بیش از یک قدرت بر روی بدن وجود داشته باشد، سپس کل نیروی عمل بر روی بدن را محاسبه کنید. و سپس آن را در فرمول به عنوان تنها نیروی جایگزین شده است. بدن تحت عمل نیروی را می توان نه تنها به طور مستقیم، بلکه در یک مسیر خودسرانه حرکت کرد. در این مورد، کار برای بخش کوچکی از حرکت محاسبه می شود، که می تواند به طور مستقیم در نظر گرفته شود و سپس در طول مسیر خلاصه شود.

کار می تواند هر دو مثبت و منفی باشد. یعنی اگر حرکت و قدرت در جهت هماهنگ باشد، کار مثبت است. و اگر نیروی در یک جهت اعمال شود و بدن در دیگری حرکت می کند، سپس کار منفی خواهد بود. یک نمونه از کار منفی می تواند کار نیروی اصطکاک باشد. از آنجا که قدرت اصطکاک به حرکت می رسد. تصور کنید بدن در امتداد هواپیما حرکت می کند. نیروی متصل به بدن آن را در یک جهت خاص فشار می دهد. این نیرو باعث می شود که کار مثبت بر حرکت بدن باشد. اما در عین حال نیروی اصطکاک باعث می شود کار منفی. این حرکت بدن را کاهش می دهد و به سمت جنبش آن هدایت می شود.

شکل 2 - قدرت حرکت و اصطکاک.

کار در مکانیک در Joules اندازه گیری می شود. یک جول یک کار انجام شده توسط نیروی در یک نیوتن زمانی که بدن را برای یک متر حرکت می دهد. علاوه بر جهت حرکت بدن، ارزش نیروی همراه ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، زمانی که بهار فشرده می شود، نیروی متصل به آن نسبت به فاصله ای که سفر می شود افزایش می یابد. در این مورد، کار توسط فرمول محاسبه می شود.

فرمول 2 - کار فشرده سازی چشمه ها.

k سفتی بهار است.

x - مختصات حرکت

آیا می دانید کار چیست؟ بدون شک. کار، هر شخص را می داند، به شرطی که او متولد شده و در سیاره زمین زندگی می کند. کار مکانیکی چیست؟

این مفهوم نیز به اکثر مردم در این سیاره شناخته شده است، هرچند برخی از شخصیت های فردی ایده ای نسبتا مبهم از این روند دارند. اما اکنون در مورد آنها نیست. افراد حتی کمتر ایده ای دارند کار مکانیکی از لحاظ فیزیک. در فیزیک، کار مکانیکی کار شخصی برای غذا نیست، این است کمیت فیزیکیکه نمی تواند به طور کامل با هر کسی که دارای هر موجود دیگری باشد، متصل شود. چطور؟ اکنون خواهیم دید

کار مکانیکی در فیزیک

ما دو نمونه را ارائه می دهیم. در مثال اول آب رودخانه، با رسوب مواجه شد، به شکل یک آبشار سقوط کرد. مثال دوم فردی است که یک مورد سنگین را بر روی دست های بلند نگه می دارد، به عنوان مثال، سقف را بر روی سقف بر روی حیاط خانه کشور از سقوط نگه می دارد، در حالی که همسر و فرزندانش به دنبال متضاد هستند. در این صورت کار مکانیکی است؟

تعریف کار مکانیکی

تقریبا همه چیز، بدون تفکر، پاسخ خواهد داد: در دوم. و آنها اشتباه خواهند کرد. وضعیت فقط مخالف است. در فیزیک، کار مکانیکی شرح داده شده است تعاریف زیر: کار مکانیکی زمانی انجام می شود که قدرت بر روی بدن عمل می کند و حرکت می کند. کار مکانیکی به طور مستقیم متناسب با قدرت اعمال شده و مسیر سفر است.

فرمول کار مکانیکی

کار مکانیکی توسط فرمول تعیین می شود:

جایی که یک کار است
F - نیروی،
s - مسیر سفر

بنابراین، علیرغم تمام قهرمانی دارنده سقف خسته، کار انجام شده توسط آنها صفر است، اما آب در حال سقوط تحت عمل گرانش از سنگ بالا، باعث می شود که بیشتر کار مکانیکی وجود ندارد. به این معناست که اگر کمد لباس سنگین را به طور ناموفق فشار دهیم، کارهایی که ما از دیدگاه فیزیک انجام دادیم صفر خواهد بود، علیرغم این واقعیت که ما قدرت زیادی خواهیم داشت. اما اگر ما کمکی را برای مدتی اسلاید کنیم، ما کار را با محصول نیروی اعمال شده در فاصله ای که بدن را حرکت دادیم، انجام خواهیم داد.

واحد کار 1 J. این کار انجام شده توسط نیروی در 1 نیوتن، بر حرکت بدن برای فاصله 1 متر است. اگر جهت نیروی اعمال شده با جهت حرکت بدن هماهنگ باشد، پس این نیروی عملیات مثبت را انجام می دهد. یک مثال زمانی است که ما هر بدن را فشار می دهیم و حرکت می کند. و در مورد زمانی که نیرو به جنبش مخالف بدن اعمال می شود، به عنوان مثال، نیروی اصطکاک، این نیروی کار منفی را انجام می دهد. اگر نیروی متصل بر حرکت بدن تاثیر نمی گذارد، نیروی انجام شده توسط این کار صفر است.

اجازه دهید بدن که نیروی اعمال می شود، عبور می کند، در کنار برخی از مسیر حرکت می کند. در عین حال، نیروی هر دو سرعت بدن را تغییر می دهد، شتاب آن را می گوید یا به اثر نیروی دیگری (یا نیروهای) مخالف جنبش جبران می شود. عمل بر روی مسیر S با ارزش به نام کار مشخص می شود.

کار مکانیکی یک مقدار اسکالر برابر با کار پیش بینی نیروی بر روی جهت حرکت FS و مسیر S نامیده می شود، نقطه عبور استفاده از نیرو (شکل 22):

a \u003d fs * s(56)

بیان (56) معتبر است اگر ارزش پروژۀ نیروی FS بر روی جهت حرکت (I.E.، در جهت سرعت)، تمام وقت بدون تغییر باقی بماند. به طور خاص، این اتفاق می افتد زمانی که بدن حرکت می کند نیروی مستقیم و دائمی یک زاویه دائمی α را با جهت حرکت می کند. از آنجا که fs \u003d f * cos (α)، بیان (47) شما می توانید فرم زیر را ارائه دهید:

a \u003d f * s * cos (α).

اگر - بردار حرکت، سپس کار به عنوان یک محصول اسکالر دو بردار محاسبه می شود و:

. (57)

کار ارزش جبری است. اگر نیروی و جهت حرکت یک زاویه تیز ایجاد شود (COS (α)\u003e 0)، کار مثبت است. اگر زاویه α احمقانه باشد (COS (α)< 0), работа отрицательна. При α = π/2 работа равна нулю. Последнее обстоятельство особенно отчетливо показывает, что понятие работы в механике существенно отличается от обыденного представления о работе. В обыденном понимании всякое усилие, в частности и мускульное напряжение, всегда сопровождается совершением работы. Например, для того чтобы держать тяжелый груз, стоя неподвижно, а тем более для того, чтобы перенести этот груз по горизонтальному пути, носильщик затрачивает много усилий, т. е. «совершает работу». Однако это – «физиологическая» работа. Механическая работа в этих случаях равна нулю.

کار خود را در حال حرکت تحت عمل نیروی

اگر ارزش پیش بینی نیروی به جهت حرکت در طول جنبش ثابت نیست، پس کار به عنوان یک انتگرال بیان می شود:

. (58)

انتگرال این نوع در ریاضیات یکپارچه منحنی در امتداد مسیر S نامیده می شود. این استدلال در اینجا به عنوان یک متغیر بردار عمل می کند که می تواند به صورت ماژول و جهت متفاوت باشد. تحت نشانه ای از انتگرال یک محصول اسکالر از قدرت و بردار جنبش ابتدایی است.

برای یک واحد کار، یک کار انجام شده توسط نیروی برابر با یک و عمل در جهت حرکت، در راه برابر با یک. در S. واحد کار جول (j) است که برابر با کارانجام شده توسط نیروی در 1 نیوتن در راه به 1 متر:

1J \u003d 1H * 1M.

در SSS، واحد کار ERG است، کار برابرساخته شده توسط نیروی در 1 دینا در راه به 1 سانتی متر. 1J \u003d 10 7 ERG.

گاهی اوقات یک واحد اضافی سیستم یک کیلوگرم متر (کیلوگرم متر) استفاده می شود. این یک شغل ساخته شده توسط نیروی 1 کیلوگرم در راه به 1 متر است. 1 کیلوگرم * M \u003d 9،81 J.