Arbete i fysik är ett värde som hittas genom att multiplicera modulen av kraften som förflyttar kroppen med avståndet den har rört sig. I artikeln kommer vi att överväga i detalj situationerna när kroppen rör sig och förblir orörlig. Låt oss lära oss formeln för arbete och dess måttenheter.
Tvingar som agerar på en kropp
Låt oss föreställa oss att vi har en tråd där en kropp är upphängd. Från sidan av tråden verkar den elastiska kraften från tråden på den, låt oss beteckna den F. Kroppen är orörlig, låt oss säga att vi fäste tråden på ett stativ. Är det nödvändigt att göra något för att behålla detta tillstånd på obestämd tid? Nej. Även om det finns en kraft som verkar på kroppen, rör den sig inte.
Arbete i fysik - vad är det? Innan du svarar på denna fråga, överväg situationen. Anta att en kropp rör sig, men inga krafter verkar på den. Till exempel, om det är en boll i fjärran yttre rymden, långt ifrån alla stjärnor och galaxer. Då blir kraften i deras attraktion försumbar. Rita ett diagram.
Kroppen har rört sig en viss sträcka s, men det finns ingen kraft (F=0). Är det nödvändigtvidta några åtgärder för att hålla kroppen i rörelse? Nej. Detta tillstånd kan bibehållas på obestämd tid. Detta är en enhetlig rätlinjig rörelse i frånvaro av krafter som verkar på kroppen.
Tvinga framställande mekaniskt arbete
Och nu är situationen fundament alt annorlunda. Vi kommer att höja samma boll. En kraft verkar på den, den appliceras på kroppen från sidan av repet. Vi betecknar bollens rörelsemängd med bokstaven s, och kraften - F. Kommer själva bollen att stiga? Nej, något måste lyfta det. Till exempel måste en elmotor fungera någonstans. Men för att det ska fungera måste vatten falla från dammen, vilket leder till att turbinen som generatorn är ansluten till roterar. Genom kraftledningen ska energi överföras till motorn, och den ska fungera och lyfta belastningen. Det vill säga, rörelsen kan inte förverkligas av sig själv.
Fysiker säger att i de två första fallen utför kraften inget mekaniskt arbete. I det tredje fallet är arbetet gjort. Vad är det producerat av? Kraft F. Inom fysiken är arbete en storhet. Och i så fall kan det ändras upp och ner. Det är lätt att gissa att om kraften ökas och kroppen flyttas samma sträcka, så kommer denna krafts arbete att bli större. Hur kan styrkan ökas? Att ta en boll är till exempel dubbelt så svårt. Då kommer arbetet att fördubblas. Därför är arbetet som utförs av en kraft proportionell mot storleken på kraften. Detta är lagen.
Mekanisk arbetsformel
Låt oss föreställa oss att vi behöver höja samma boll inte med 50 cm, utan med 100 cm.gör arbetet med att lyfta den först till den första halvan av sträckan och sedan till den andra. Varje gång kommer samma arbete att utföras, men det totala arbetet blir dubbelt så mycket. Detta innebär att arbetet är direkt proportionellt mot den sträcka som kroppen tillryggalägger. Därför gick fysikerna med på att beteckna värdet av Fs med bokstaven A och kalla det kraftverket. Uttrycket Fs kommer att vara direkt proportionellt mot kroppens kraft och förskjutning.
A=Fs är formeln för att arbeta i fysik. A är det önskade värdet på kraften som appliceras på kroppen, och s är den väg som kroppen färdas. Det finns dock situationer när en kraft appliceras på kroppen, men den rör sig inte. I vårt tredje fall rör sig kroppen i samma riktning som kraften appliceras. Därför skulle det vara mer korrekt att säga att s är kroppens förskjutning i kraftens riktning. Låt oss formulera en definition: arbete i fysik är ett värde lika med produkten av kraftmodulen och kroppens förskjutning i kraftens riktning.
måttenheter
Låt oss titta på den definierande formeln A=Fs. [A]=Nm=J. N är newton, J är joule. Hur förstår man vad 1 joule är? Låt oss rita ett diagram som visar en kraft som utför arbete på en joule.
Figuren visar kroppens initiala och slutliga position. Vi flyttade den till ett avstånd av 1 m. Vid förflyttning applicerades en kraft på en newton på kroppen. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Det vill säga en joule är det arbete som utförs av en kraft på en newton när en kropp rör sig på ett avstånd av 1 m i kraftens riktning.
En joule är en liten mängd arbete. Att höja1 kg vikt per 10 cm, du behöver göra arbete på 1 joule. För att höja den till en meters höjd måste du utföra arbete på 10 joule. Om vi pratar om kranarnas arbete så lyfter de ton med tiotals meter. Därför används också andra måttenheter för arbete: kilojoule, megajoule, etc. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Väggurets visare sätts i rörelse av motorn. Det fungerar mycket mindre än en joule. Det mäts i millijoule. 1 mJ=0,001 J. Det finns också mikrojoule. 1 μJ=110^-6 J.
