Laman utama
Fizikal
Kerja formula, unit, contoh, latihan

Fizikal

Kerja formula, unit, contoh, latihan

3660
223
Horace Gulgowski

Dia kerja Dalam Fizik, ia adalah pemindahan tenaga yang menjalankan daya apabila objek yang bertindak bergerak. Matematik mengambil bentuk produk skalar antara vektor kekuatan F dan anjakan s.

Dan kerana skalar produk antara dua vektor tegak lurus adalah batal, ia berlaku bahawa daya yang membentuk 90º dengan anjakan tidak berfungsi, menurut definisi, sejak:

W = F ● S = F ⋅ s ⋅ cos θ

Di mana w menandakan kerja, untuk perkataan Inggeris Bekerja.

Kelebihan menentukan kerja adalah bahawa ia adalah skalar, iaitu, ia tidak mempunyai arah atau makna, hanya modul dan unit masing -masing. Ini memudahkan untuk menjalankan pengiraan yang melibatkan perubahan tenaga yang disebabkan oleh tindakan daya.

Graviti dan geseran kinetik adalah contoh daya yang sering berfungsi pada objek bergerak. Satu lagi daya biasa adalah yang normal yang menjalankan permukaan, tetapi tidak seperti yang mereka tidak berfungsi pada objek, kerana berserenjang dengan anjakan.

Apabila badan jatuh dengan bebas, graviti melakukan pekerjaan positif di telefon bimbit, menyebabkan ia meningkatkan kelajuannya semasa jatuh. Sebaliknya, gosok kinetik.

[TOC]

Formula dan kes tertentu

Kerja dikira oleh:

W = F ● s

Ungkapan ini sah untuk daya tetap dan mengikut definisi produk skalar, ia bersamaan dengan:

W = f. s. cos θ

Di mana θ adalah sudut antara kekuatan dan anjakan. Ia mengikuti, hanya kuasa -kuasa yang mempunyai komponen ke arah anjakan yang dapat berfungsi pada badan.

Dan juga jelas bahawa jika tidak ada pergerakan, tidak ada pekerjaan sama ada.

Adapun tanda itu, kerja itu boleh positif, negatif atau sifar. Sekiranya daya mempunyai komponen selari dengan pergerakan, tanda kerja bergantung kepada nilai cos θ.

Terdapat beberapa kes tertentu yang patut dipertimbangkan:

Apabila daya selari dengan anjakan, sudut antara F dan s Ia adalah 0º, oleh itu kerja yang dilakukan secara paksa adalah positif dan nilainya adalah maksimum:

Boleh melayani anda: orionaids: asal -usul, ciri, kapan dan bagaimana memerhatikannya

W = f ⋅ s cos 0º = f

Sekiranya daya menentang anjakan maka sudut antara F dan s Ia adalah 180º, kerja yang dilakukan oleh F adalah negatif dan minimum:

W = f ⋅ s cos 180º = -f ⋅ s

Akhirnya, terdapat kes yang disebutkan di atas: jika sudut dibentuk oleh F dan s Ia adalah 90º, seperti cos 90º = 0, kerja adalah batal:

W = F ⋅ S COS 90º = 0

Kerja yang dilakukan oleh pasukan berubah -ubah

Kadang -kadang daya yang digunakan tidak tetap; Dalam hal ini, anda harus merayu kepada pengiraan untuk mencari kerja yang dilakukan. Pertama, perbezaan kerja DW ditentukan, dibuat pada anjakan yang sangat kecil ds:

DW = F ⋅ds

Untuk mencari nilai jumlah kerja yang dilakukan oleh daya ini apabila objek berkisar dari titik A ke titik B, perlu untuk mengintegrasikan kedua -dua belah pihak, seperti ini:

$W=\int_A^B\mathbfF\cdot d\mathbfs$

Unit kerja

Unit untuk kerja dalam sistem antarabangsa adalah joule, disingkat j. Unit ini mengambil namanya dari ahli fizik Inggeris James Prescott Joule, perintis dalam kajian termodinamik.

Dari persamaan kerja, joule ditakrifkan sebagai 1 Newton per meter:

1 j = 1 n n

Unit dalam sistem British

Kerja sepadan dengan satu unit Libra-Fuerza X pie, Kadang -kadang dipanggil Fire-Fuerza Foot. Ia juga merupakan unit untuk tenaga, tetapi kita harus ingat bahawa kerja yang dilakukan pada tubuh mengubah keadaan tenaga dan oleh itu, kerja dan tenaga bersamaan. Tidak menghairankan bahawa mereka mempunyai unit yang sama.

Kesetaraan antara kaki berdebar dan joule adalah seperti berikut:

1 pound-fork kaki = 1,35582 j

Unit yang terkenal untuk kerja dan tenaga, terutamanya untuk skop penyejukan dan penghawa dingin adalah BTU atau Unit Thermal British.

1 BTU sama dengan 1055 J dan 778.169 Pie Libra-Fuerza.

Unit lain untuk bekerja

Terdapat unit lain untuk kerja yang digunakan dalam bidang fizik dan kejuruteraan tertentu. Antara mereka yang kita ada:

Erg

Dilambangkan sebagai erg, Ia adalah unit kerja dalam sistem cegesimal dan bersamaan dengan 1 dina ⋅ cm atau 1 x 10^-7 J.

Elektron-volt

Disingkat EV, ia biasanya digunakan dalam fizik zarah dan ditakrifkan sebagai tenaga yang diperoleh oleh elektron apabila ia bergerak melalui perbezaan potensi 1 v.

Boleh melayani anda: kelajuan relatif: konsep, contoh, latihan

Kilovatio-Hora (kWh)

Kerap muncul dalam penerimaan syarikat elektrik. Ia adalah kerja yang dibangunkan selama 1 jam oleh sumber yang kuasanya 1 kW, bersamaan dengan 3.6 x 10⁶ J.

Kalori

Biasanya berkaitan dengan tenaga makanan, walaupun pada hakikatnya konteks ini merujuk kepada a Kilocaloria, iaitu 1000 kalori. Sebenarnya terdapat beberapa unit yang menerima nama ini, jadi konteksnya mesti ditentukan dengan baik.

Kesetaraan antara joule dan 1 Kalori Thermochemical adalah:

1 kalori = 4.1840 J

Contoh kerja

Promosi dan keturunan objek

Apabila mayat turun, sama ada secara menegak atau dengan jalan, berat badan melakukan kerja positif, memihak kepada pergerakan. Sebaliknya, dengan syarat bahawa objek naik, graviti melakukan kerja negatif.

Caj tepat pada masanya dalam medan elektrik

Medan elektrik seragam berfungsi pada beban tepat waktu yang bergerak ke dalam. Bergantung pada medan dan tanda beban, kerja ini boleh menjadi negatif atau positif.

Geseran antara permukaan

Geseran kinetik antara permukaan selalu membuat kerja negatif pada objek yang bergerak.

Tolak dan lemparkan

Tolak adalah kekuatan yang menggerakkan objek sesuatu. Membuang adalah kekuatan yang menjadikan objek lebih dekat.

Kekuatan dalam takal

Pulley adalah sistem yang digunakan untuk menghantar daya dari salah satu hujungnya. Dalam takal yang mudah, untuk menaikkan beban, kita mesti memohon daya yang sama dengan rintangan yang dikenakan oleh objek.

Kekuatan atau sokongan biasa

Yang normal, seperti yang ditunjukkan sebelum ini, melakukan pekerjaan sifar apabila objek yang disokong pada permukaan bergerak di atasnya, walaupun permukaannya tidak rata atau jika cenderung.

Daya magnet

Kekuatan lain yang melakukan kerja batal adalah daya magnet yang menghasilkan medan seragam pada zarah yang dimuatkan yang secara serentak mempengaruhinya. Pergerakan zarah ternyata menjadi gerakan pekeliling seragam, dengan kekuatan dalam arah radial. Oleh kerana anjakan berserenjang untuk memaksa, ia tidak berfungsi pada beban.

Objek yang terikat dengan tali

Tali juga tidak berfungsi pada pendulum yang digantung, kerana ketegangan di dalamnya sentiasa tegak lurus dengan anjakan adunan.

Boleh melayani anda: Pergerakan rectilinear yang dipercepatkan secara seragam: ciri -ciri, formula

Satelit di orbit

Graviti tidak berfungsi pada satelit orbit bulat, atas sebab yang sama dengan kes -kes sebelumnya: ia berserenjang dengan anjakan.

Sistem resort massa

Dalam sistem resort massa, daya F yang menghasilkan musim bunga di atas doh mempunyai magnitud F = kx, di mana k Ia adalah pemalar musim bunga dan x Mampatan atau pemanjangan anda. Ia adalah daya berubah, oleh itu kerja yang dilakukan bergantung pada fakta bahawa musim bunga diregangkan atau mengecut.

Latihan diselesaikan

Grafik berikut menunjukkan kerja yang dilakukan oleh daya berubah F_x Ia bergantung pada kedudukan x. Ini adalah daya yang dikenakan oleh tukul pada kuku. Bahagian pertama adalah daya yang digunakan untuk kuku di bahagian paling lembut dinding dan yang kedua untuk menyelesaikan tenggelam kuku.

Berapa banyak kerja yang harus dilakukan oleh tukul sehingga kuku tenggelam sebanyak 5 cm di dinding?

Graf untuk daya yang dikenakan oleh tukul ketika memukul kuku. Sumber: Giambattista, a. Fizik.

Penyelesaian

Daya yang dikenakan oleh tukul adalah berubah -ubah, kerana kurang intensiti (50 n) diperlukan untuk tenggelam 1.2 cm di bahagian lembut dinding, manakala di bahagian paling sukar, 120 N adalah tepat untuk membuat kuku tenggelam sehingga 5 cm dalam, seperti yang ditunjukkan oleh graf.

Dalam kes ini kerja adalah integral: