ყველას ესმის, რომ სამუშაო არის ადამიანის ერთგვარი სოციალური აქტივობა, რომელიც მას სჭირდება თავისი არსებობის უზრუნველსაყოფად. თუმცა, ფიზიკაშიც არის მსგავსი ცნება, რომელსაც სრულიად განსხვავებული მნიშვნელობა აქვს. რა არის მუშაობა ფიზიკაში, ამ სტატიაში გიპასუხებთ.
მუშაობა როგორც ფიზიკური რაოდენობა
კითხვაზე, თუ რა სამუშაოა ფიზიკაში, უნდა განვმარტოთ, რომ ეს არის ენერგია, რომელიც იხარჯება ნებისმიერი მოქმედების შესრულებაზე. მაგალითად, ადამიანი გადააქვს ტვირთს ერთი ადგილიდან მეორეზე, ხოლო ის მუშაობს ხახუნის ძალების წინააღმდეგ. თუ ეს ადამიანი ტვირთის აწევას დაიწყებს, მაშინ მისი მუშაობა მიმართული იქნება პლანეტის გრავიტაციული ძალის დაძლევაზე. კიდევ ერთი მაგალითი: დგუშის ქვეშ მყოფი გაზი გახურების შედეგად იწყებს მოცულობის გაზრდას, ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ რაღაც სამუშაოს ასრულებს.
ყველა ზემოაღნიშნულ შემთხვევაში არის ერთი საერთო მახასიათებელი: ნამუშევარი განსხვავდება ნულიდან მხოლოდ მაშინ, როდესაც არსებობს ობიექტების ან მათი ნაწილების რაიმე სახის მექანიკური მოძრაობა.(მუშაკის გადაადგილება დატვირთვით, გაზის გაფართოება).
ამგვარად, სამუშაო არის ენერგიის გადაცემის პროცესი ერთი მდგომარეობიდან მეორეში მოცემული სხეულისთვის, რის შედეგადაც ეს სხეული იცვლის პოზიციას სივრცეში.
სამუშაო ფორმულა
ახლა ვაჩვენოთ როგორ რაოდენობრივად გამოვთვალოთ შესასწავლი მნიშვნელობა. ენერგიის გადაცემა სხვადასხვა მდგომარეობას შორის შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არსებობს გარკვეული ძალა. ეს შეიძლება იყოს ადამიანის ხელებისა და ფეხების ფიზიკური ძალისხმევა, მანქანების ძალა, შექმნილი წნევა, რომელიც ადვილად გარდაიქმნება ძალაში, ცილინდრში საწვავის წვის შემთხვევაში, ელექტროძრავის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ძალა და ასე შემდეგ.
შემდეგი ფორმულა უპასუხებს კითხვას, თუ როგორ უნდა იპოვოთ სამსახური ფიზიკაში:
A=(F¯l¯)
ნამუშევარი A არის სკალარული სიდიდე, ხოლო ძალა F¯ და გადაადგილება l¯ ვექტორული სიდიდეებია. ამიტომაც A-ს გამოთვლის ფორმულა იყენებს ფრჩხილებს იმის საჩვენებლად, რომ ვსაუბრობთ ვექტორების სკალარული ნამრავლზე. სკალარული ფორმით, ზემოაღნიშნული გამოხატულება შეიძლება გადაიწეროს შემდეგნაირად:
A=Flcos(φ)
აქ φ არის კუთხე ძალის ვექტორებს F¯ და გადაადგილებას l¯ შორის.
რადგან გადაადგილება იზომება მეტრებში და ძალა არის ნიუტონებში, სამუშაო ერთეულია ნიუტონი მეტრზე (Nm). SI ერთეულს აქვს საკუთარი სახელი, ჯული (J). გამოდის, რომ 1 J-ის მუშაობა შეესაბამება 1 N ძალას, რომელიც მოქმედების მიმართულებით გადაადგილების მიმართულებით მოძრაობს სხეულს1 მეტრი.
გაზის სამუშაო
ჩვენ გავაანალიზეთ კითხვა, თუ რა არის მექანიკური სამუშაო ფიზიკაში და მივეცით ფორმულა, რომლითაც შეიძლება მისი გამოთვლა. თუმცა, გაფართოებული გაზების შემთხვევაში, სხვა გამოხატულება გამოიყენება.
ვუშვათ, რომ გვაქვს გაზის სისტემა, რომელიც ავსებს V მოცულობას და იმყოფება P წნევის ქვეშ. მოდით, მისი მოცულობა შეიცვალოს სისტემაზე გარეგანი ან შინაგანი გავლენის შედეგად. და გახდა V2-ის ტოლი. შემდეგ A გაზის მოქმედება შეიძლება განისაზღვროს შემდეგი ფორმულით:
A=∫V(P(V)dV)
თუ P(V) ფუნქციას P-V ღერძებში გამოსახავთ, მაშინ მრუდის ქვეშ არსებული ფართობი რიცხობრივად ტოლი იქნება A..
იზობარიული პროცესის შემთხვევაში (P=const) იდეალური გაზისთვის, პასუხი კითხვაზე, თუ როგორ უნდა ვიპოვოთ სამუშაო ფიზიკაში, იქნება შემდეგი მარტივი გამოთქმა:
A=P(V2-V1)
თუ თერმოდინამიკური პროცესის შედეგად გაზის მოცულობა არ შეიცვლება, მაშინ მისი მუშაობა ნულის ტოლი იქნება. თუ V2>V1, მაშინ გაზი მუშაობს დადებითად, თუ V1>V 2, შემდეგ უარყოფითი.
ძალის მომენტის მოქმედება
ძალის მომენტი არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:
M=[F¯r¯]
ანუ M უდრის F ძალის ვექტორულ ნამრავლს და r რადიუსის ვექტორს ბრუნვის ღერძის გარშემო. ძალის მომენტი გამოიხატება Nm-ში.
რა არის ძალის მომენტის მუშაობა ფიზიკაში? ამ კითხვაზეშემდეგი ფორმულა გიპასუხებთ:
A=Mθ
ეს ტოლობა ნიშნავს, რომ თუ სისტემაზე მოქმედი მომენტი M იწვევს მის ბრუნვას ღერძის გარშემო θ კუთხით, მაშინ ის მუშაობს A. კუთხე θ აქ უნდა იყოს გამოხატული რადიანებით, რომ მიიღოთ მუშაობა. ჯოულებში.
ძალის მომენტის მუშაობის გაანგარიშება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ყველა მექანიკურ სისტემაში, სადაც არის ბრუნვა, როგორიცაა ბორბლები, გადაცემათა კოლოფი, ლილვები და ასე შემდეგ.
სიმძიმის მუშაობა
მას შემდეგ რაც გავარკვიეთ რა არის სამუშაო ფიზიკაში, მოდით გამოვთვალოთ ეს მნიშვნელობა გრავიტაციის ძალებისთვის. დავუშვათ, m მასის სხეული ეცემა h სიმაღლიდან. ვინაიდან გრავიტაცია F მოქმედებს ვერტიკალურად ქვევით, ის დადებითად მოქმედებს. იგი განისაზღვრება შემდეგი ფორმულით:
A=მგსთ, სადაც F=mg
A-ს მნიშვნელობის მიღებულ ფორმულაში ბევრს შეუძლია დაინახოს სხეულის პოტენციური ენერგიის გამოხატულება გრავიტაციული ძალების ველში. სხეულის დაცემის დროს გრავიტაცია ასრულებს სხეულის პოტენციური ენერგიის გადაცემის მუშაობას მისი მოძრაობის კინეტიკურ ენერგიაში.
