В чем измеряется работа. В чем измеряется работа?

При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется. Она частично или полностью преобразуется во внутреннюю энергию (тепло). Для описания удара необходимо написать как закон сохранения импульса, так и закон сохранения механической энергии с учетом выделяемого тепла (заранее очень желательно составить план).

Механическая работа

В результате действия силы определенной силы тело изменяет свое положение в пространстве. Примерами этого являются поднятие человеком груза на определенную высоту, бросание предмета в воздух, толкание вперед груженой тележки перед собой и т.д. В вышеперечисленных случаях человек использует свои мышечные сокращения, чтобы привести тело в движение. С другой стороны, шарик, брошенный сверху, движется под действием обычной силы тяжести. Таким образом, работу производит не само тело, а сила, действующая на него.

Механическая работа — это скалярная величина, описывающая силу, действующую на тело, которая перемещает его на определенное расстояние. Она прямо пропорциональна величине этой силы и расстоянию, которое проходит тело под действием этой силы.

Из определения следует, что для расчета работы (A) необходимо знать величину действующей силы (F) и расстояние (S), на которое перемещается тело. Перемножив эти две величины, можно оценить работу, для измерения которой была введена единица измерения — джоуль.

Осторожно. Если преподаватель обнаружит в работе плагиат, вам не избежать серьезных проблем (вплоть до исключения из школы). Если вы не можете написать работу самостоятельно, закажите ее здесь.

Направление приложенной силы должно быть не только параллельно поверхности, по которой она должна перемещаться. На рисунке показаны примеры косых ударов:

Механическая работа рисунок

В этом случае формула для расчета работы выглядит следующим образом:

Поэтому математическое выражение для работы, рассчитанное по приведенной выше формуле, может быть как положительным, так и отрицательным (в зависимости от значения альфа). В случае α = 90° необходимая работа равна нулю.

В чем измеряется в физике, единицы

Для количественной оценки стоимости технической работы физика ввела специальную единицу — джоуль. В данном случае один джоуль (Международная система единиц) соответствует работе, совершаемой силой в 1 ньютон для перемещения тела на 1 метр.

Величина работы также может быть равна нулю, если приложена сила. Это происходит в случае отсутствия смещения. Таким образом, для совершения работы необходимо выполнение двух условий: наличие силы и расстояние, на которое перемещается тело.

Механическая работа

Пример: астронавт в невесомости натыкается на предмет, который удаляется от него. В этом случае также отсутствует работа, поскольку космонавт не оказывает никакого усилия на объект (космические условия). Этот тип движения является инерционным.

Килоджоуль (кДж

Как найти, основные формулы и примеры вычислений

Работа, совершаемая силой в единицу времени, называется мощностью. Мощность P (иногда также обозначается буквой N) — это физическая величина, соответствующая отношению между работой A и временем t, за которое эта работа совершается:

  1. Через известное значение кинетической энергии: A=Ek2-Ek1Эта формула используется для расчета средней мощности, т.е. мощности, которая в целом характеризует процесс. Поэтому работу можно также выразить в терминах мощности: A = Pt (если известны мощность и время произведения). Единица измерения мощности называется ватт (Вт) или 1 джоуль в 1 секунду. Если движение равномерное, то:k2Из этой формулы мы можем вычислить мгновенную мощность (мощность в данный момент времени), если подставим в формулу значение мгновенной скорости вместо скорости. Как узнать, какую мощность нужно измерять? Если мощность необходима в определенное время или в определенной точке пространства, рассчитывается мгновенная мощность. Если в вопросе спрашивается мощность за определенный период времени или в части помещения, ищите среднюю мощность.k1— значения начальной и конечной кинетической энергии тела. При этом скорости движения тел значения не имеют.
  2. Через значения потенциальной энергии: A=-(Ep2-Ep1Эффективность — это отношение полезной работы к затраченной работе или полезной мощности к затраченной мощности:p2Из этой формулы мы можем вычислить мгновенную мощность (мощность в данный момент времени), если подставим в формулу значение мгновенной скорости вместо скорости. Как узнать, какую мощность нужно измерять? Если мощность необходима в определенное время или в определенной точке пространства, рассчитывается мгновенная мощность. Если в вопросе спрашивается мощность за определенный период времени или в части помещения, ищите среднюю мощность.p1— значения начальной и конечной потенциальной энергии тела.
  3. При совершении работы силой упругости пружины: A=(kx1Таким образом, полезная и потребляемая мощность не имеют строгого определения, а определяются логическим мышлением. В любой задаче мы должны выяснить, какова была цель задачи (полезная работа или мощность) и каков был механизм или способ выполнения всей задачи (затраченная мощность или работа).2В целом, КПД показывает, насколько эффективно механизм преобразует один вид энергии в другой. Если мощность изменяется со временем, то работа — это площадь под графиком зависимости мощности от времени:1Физическая величина, равная половине произведения массы тела и квадрата его скорости, называется кинетической энергией тела (кинетической энергией движения):2— координаты тела до и после совершения работы силой упругости, т.е. величина растяжения пружины).
  4. При совершении работы силой Кулона (при передвижении электрического заряда): A=(q1То есть, если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, он обладает кинетической энергией E2= 100 кДж и способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может быть преобразована в тепло (когда автомобиль тормозит, он нагревает шины, дорогу и тормозные диски) или может быть использована для деформации автомобиля и тела, с которым он сталкивается (при аварии). При расчете кинетической энергии она играет роль кеor1-(q1То есть, если автомобиль массой 2000 кг движется со скоростью 10 м/с, он обладает кинетической энергией E2= 100 кДж и способен совершить работу в 100 кДж. Эта энергия может быть преобразована в тепло (когда автомобиль тормозит, он нагревает шины, дорогу и тормозные диски) или может быть использована для деформации автомобиля и тела, с которым он сталкивается (при аварии). При расчете кинетической энергии она играет роль кеor2(r1Потенциальная энергия определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно земной поверхности). Понятие потенциальной энергии может быть введено только для сил, работа которых не зависит от траектории тела и определяется только начальным и конечным положением (так называемые консервативные силы). Работа этих сил на замкнутой орбите равна нулю. Этим свойством обладают силы гравитации и упругости. Для этих сил можно ввести понятие динамической энергии.2Потенциальная энергия тела в гравитационном поле Земли рассчитывается по формуле:1Физическая концепция потенциальной энергии тела: потенциальная энергия равна работе, проделанной гравитацией для приведения тела к нулевой плоскости (h — расстояние между центром тяжести тела и нулевой плоскостью). Если тело обладает потенциальной энергией, оно может совершить работу при падении с высоты h на нулевую плоскость. Работа силы тяжести равна изменению потенциальной энергии тела с противоположным знаком:2— величины этих зарядов). Если расстояние между зарядами увеличивается, силы отталкивания «работают положительно», если уменьшается — «отрицательно».
  5. Для определения работы, совершаемой силами гравитации: A= \(ϒ\times\) (m1В энергетических проблемах нам часто приходится находить работу по подъему (опрокидыванию, вытаскиванию из ямы) тела. Во всех этих случаях не следует рассматривать само тело, а только его центр тяжести.2Потенциальная энергия Ep зависит от выбора нулевого уровня, т.е. от выбора начала оси OY. В каждой задаче для простоты выбран нулевой уровень. Физически важна не сама потенциальная энергия, а ее изменение при переходе тела из одного положения в другое. Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.2Потенциальная энергия натянутой пружины рассчитывается по формуле:1В энергетических проблемах нам часто приходится находить работу по подъему (опрокидыванию, вытаскиванию из ямы) тела. Во всех этих случаях не следует рассматривать само тело, а только его центр тяжести.2Потенциальная энергия Ep зависит от выбора нулевого уровня, т.е. от выбора начала оси OY. В каждой задаче для простоты выбран нулевой уровень. Физически важна не сама потенциальная энергия, а ее изменение при переходе тела из одного положения в другое. Это изменение не зависит от выбора нулевого уровня.1). В данном случае расчет производится с привлечением гравитационной постоянной величины ϒ. Механическая работа сил гравитации определяется исходя из радиус-векторов в начальной и конечной точках движения.
  Зодиакальные созвездия. Сколько созвездий в зодиаке?

Мощность

то при переходе в новое состояние с удлинением x

Формула Мощность

сила упругости совершает работу, соответствующую изменению динамической энергии с противоположным знаком (так как сила упругости всегда направлена против деформации тела):

Формула Мгновенная механическая мощность

Потенциальная энергия при упругой деформации — это энергия взаимодействия отдельных частей тела друг с другом под действием упругой силы.

Работа силы трения зависит от пройденного расстояния (этот тип сил, работа которых зависит от траектории и пройденного расстояния, называется: диффузионные силы). Понятие динамической энергии не может быть введено в силы трения.

Формула Коэффициент полезного действия (КПД)

Физической единицей, в которой выражается механическая работа, является джоуль.

На практике существуют различные способы его измерения, в зависимости от типа генерируемого движения. В этом случае в формулу работы подставляется значение силы в ньютонах и расстояние в метрах. Угол между векторами измеряется в математических единицах — градусах.

В земных условиях на каждое движущееся тело действует сила трения, которая замедляет его движение. Чаще всего это трение поверхности, по которой движется объект. Это вытекает из того, что скорость тела, находящегося под действием постоянной силы, является переменной.

Работа как площадь под графиком

Кинетическая энергия

Следовательно, должна существовать еще одна сила, действующая против него — это трение. Если система координат выбрана в направлении движения тела, то ее числовое значение отрицательно.

Формула для кинетической энергии

Численное значение работы, совершаемой силой, может стать отрицательным, если ее вектор противоположен вектору скорости.кДругими словами, сила может не только придавать телу скорость, приводя его в движение, но и препятствовать его движению. В данном случае это противостоящая сила.

В термодинамике работа, совершаемая газом при расширении8, рассчитывается как интеграл давления, умноженного на объем:

Работа, совершенная над газом, соответствует абсолютному значению этого выражения, но имеет противоположный знак.

  Устройство светового микроскопа. Что является основной частью микроскопа?

Эта формула напрямую связана с механической работой. Попробуем записать механическую работу, совершаемую при расширении контейнера, приняв, что сила давления газа, перпендикулярная каждой элементарной позиции, равна произведению давления P и площади dS этой позиции, а работа, совершаемая газом для перемещения такой элементарной позиции h, равна тогда

Теорема о кинетической энергии

Мы видим, что это произведение давления и увеличения объема вблизи данной элементарной точки. Сложение всех dS дает конечный результат, который уже является общим увеличением объема, как в основной формуле в этом параграфе.

Потенциальная энергия

Давайте рассмотрим построение определения энергии как интеграла Римана более подробно, чем раньше.

является интегральной суммой функции Римана

В соответствии с определением интеграла Римана мы можем определить произведение

Формула Потенциальная энергия тела поднятого на высоту

всех элементарных работ, когда тонкость приближается к нулю, называется работой силы.

Работа силы тяжести

Итак, если мы определим эту работу с помощью буквы

Если положение точки на траектории ее движения описывается другим параметром,

Фонд Викимедиа. 2010 .

12

В чем измеряется работа

Единица измерения механической работы

Работа силы трения

Работа силы трения

Положительная и отрицательная работа

Положительная и отрицательная механическая работа

Работа в термодинамике

^ P dV.» width=»» height=»» />

  • Естественное обобщение этой формулы применимо не только к процессам, где давление есть однозначная функция объема, но и к любому процессу (изображаемому любой кривой в плоскости PV ), в частности, к циклическим процессам.
  • В принципе, формула применима не только к газу, но и к чему угодно, способному оказывать давление (надо только чтобы давление в сосуде было всюду одинаковым, что неявно подразумевается в формуле).

Работа силы в теоретической механике

Пусть материальная точка » width=»» height=»» />, где s — переменная длина дуги,, направленная по касательной к траектории в направлении движения (если сила не направлена по касательной, то будем понимать под, i=1,2. i_» width=»» height=»» />, называется элементарной работой силы и принимается за приближенное значение работы, которую производит сила. Сумма всех элементарных работ>F(\xi_i)\triangle s_i» width=»» height=»» />

  Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. | теория по физике 🧲 динамика. Что такое сила тяжести?

Предел, к которому стремится сумма>F(\xi_i)\triangle s_i» width=»» height=»» />

^>F(\xi_i)\triangle s_i» width=»» height=»» />,

  1. ↑ Концепции современного естествознания
  2. ↑ Такие представления можно конкретизировать как систему постулатов, приводящую достаточно однозначно к определению, описанному в основной статье:
    1. работу совершает только компонента силы, совпадающая с направлением перемещения точки, к которой она приложена, или противоположная направлению перемещения точки (в последнем случае работа считается отрицательной),
    2. работа постоянной силы пропорциональна компоненте такой силы, описанной в пункте 1, и длине вектора перемещения,
    3. работа по перемещению точки за несколько последовательных промежутков времени суммируется (работа за всё это время равна сумме работ, совершенных за каждый промежуток),
    4. работа суммы (векторной суммы) сил, приложенных к точке равна сумме работ, совершенных каждой силой в отдельности,
    5. работа, совершенная над системой (телом) равна сумме работ, совершенных над каждой ее частью (в частности — равна сумме работ, совершенных над каждой точкой системы).
  3. ↑ Механическая работа. Мощность
  4. ↑ Можно считать, что механическая работа может служить в области физики одной из главных иллюстраций для скалярного произведения.
  5. ↑ Это делается исходя из того, что можно разбить суммарное конечное перемещение на маленькие последовательные перемещения, на каждом из которых сила будет почти постоянной, а значит можно будет воспользоваться определением для постоянной силы, введенным выше. Затем работы на всех этих перемещениях суммируется, что и дает в результате интеграл.
  6. ↑ Как это очень часто бывает. Например, в случае кулоновского поля, растягивающейся пружины, силы тяготения планеты итд итд.
  7. ↑ По сути через предыдущий, поскольку здесь » width=»» height=»» />.
  8. ↑ Работа, совершаемая газом при его сжатии, очевидно отрицательна, но вычисляется по той же формуле. Работа, совершаемая газом (или над газом) без его расширения или сжатия (например, в процессе перемешивания мешалкой), в принципе может быть выражена подобной формулой, но всё же не прямо этой, так как она требует обобщения: дело в том, что в формуле
  • Кудрявцев Л. Д. Курс математического анализа. — 5-е, переработанное и дополненное. — М .: Дрофа, 2003. — Т. 1. — С. 640—641. — 703 с.
  • Физические величины по алфавиту
  • Классическая механика
  • Физические величины
  • Энергия
Оцените статью
Дорога Знаний
Добавить комментарий