Mexanikadagi ish skalyar miqdordir. Ish qanday o'lchanadi?

Agar tanaga kuch ta'sir etsa, bu kuch tanani harakatlantirish uchun ishlaydi. Ishni belgilashdan oldin egri chiziqli harakat muhim nuqta, alohida holatlarni ko'rib chiqing:

Bunday holda, mexanik ish A teng:

A= F s cos=
,

yoki A = Fcos× s = F S × s ,

qayerdaF S - proyeksiya kuch harakatlanmoq. Ushbu holatda F s = const, va geometrik ma'no ish A- koordinatalarda qurilgan to'rtburchakning maydoni F S , , s.

Harakat yo‘nalishi bo‘yicha kuch proyeksiyasining grafigini tuzamiz F S siljish funksiyasi sifatida s. Biz umumiy siljishni n ta kichik siljishning yig'indisi sifatida ifodalaymiz
. Kichkina uchun i -chi siljish
ish hisoblanadi

yoki rasmdagi soyali trapezoidning maydoni.

Bajarildi mexanik ish nuqtadan harakatlanish 1 aynan 2 teng bo'ladi:

.

Integral ostidagi qiymat cheksiz kichik siljishdagi elementar ishni ifodalaydi
:

- asosiy ish.

Biz moddiy nuqtaning harakat traektoriyasini cheksiz kichik siljishlarga ajratamiz va kuchning ishi moddiy nuqtani nuqtadan siljitish orqali 1 aynan 2 egri chiziqli integral sifatida aniqlanadi:

–egri chiziqli harakat bilan ishlash.

1-misol: Gravitatsiya ishi
moddiy nuqtaning egri chiziqli harakati paytida.

.

Keyinchalik doimiy qiymat sifatida integral belgisini va integralni chiqarish mumkin rasmga ko'ra to'liq siljishni ifodalaydi . .

Agar nuqtaning balandligini belgilasak 1 orqali yer yuzasidan , va nuqta balandligi 2 orqali , keyin

Ko'ramizki, bu holda ish vaqtning boshlang'ich va oxirgi momentlarida moddiy nuqtaning holati bilan belgilanadi va traektoriya yoki yo'lning shakliga bog'liq emas. Yopiq yo'lda tortishish tomonidan bajarilgan ish nolga teng:
.

Yopiq yo'lda ishi nolga teng bo'lgan kuchlar deyiladikonservativ .

2-misol : Ishqalanish kuchining ishi.

Bu konservativ bo'lmagan kuchning namunasidir. Buni ko'rsatish uchun ishqalanish kuchining elementar ishini ko'rib chiqish kifoya:

,

bular. ishqalanish kuchining ishi har doim manfiy va yopiq yo'lda nolga teng bo'lishi mumkin emas. Vaqt birligida bajarilgan ish deyiladi kuch. Agar vaqtida
ish bajariladi
, keyin kuch

–mexanik quvvat.

Qabul qilish
sifatida

,

kuch ifodasini olamiz:

.

SI ish birligi joule:
= 1 J = 1 N 1 m, va quvvat birligi vatt: 1 Vt = 1 J / s.

mexanik energiya.

Energiya - barcha turdagi moddalarning o'zaro ta'siri harakatining umumiy miqdoriy o'lchovidir. Energiya yo'qolmaydi va yo'qdan paydo bo'lmaydi: u faqat bir shakldan ikkinchisiga o'tishi mumkin. Energiya tushunchasi tabiatdagi barcha hodisalarni birlashtiradi. Materiya harakatining turli shakllariga muvofiq energiyaning har xil turlari - mexanik, ichki, elektromagnit, yadro va boshqalar ko'rib chiqiladi.

Energiya va ish tushunchalari bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Ma'lumki, ish energiya zahirasi hisobiga amalga oshiriladi va aksincha, ishlarni bajarish orqali har qanday qurilmada energiya zaxirasini oshirish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, ish energiya o'zgarishining miqdoriy o'lchovidir:

.

SIda energiya va ish joul bilan o'lchanadi: [ E]=1 J.

Mexanik energiya ikki xil - kinetik va potensial.

Kinetik energiya (yoki harakat energiyasi) ko'rib chiqilayotgan jismlarning massalari va tezligi bilan aniqlanadi. Kuch ta'sirida harakat qilayotgan moddiy nuqtani ko'rib chiqaylik . Bu kuchning ishi moddiy nuqtaning kinetik energiyasini oshiradi
. Bu holda kinetik energiyaning kichik o'sishini (differensial) hisoblaylik:

Hisoblashda
Nyutonning ikkinchi qonunidan foydalanish
, va yana
- moddiy nuqtaning tezlik moduli. Keyin
quyidagicha ifodalanishi mumkin:

-

- harakatlanuvchi material nuqtasining kinetik energiyasi.

Bu ifodani ko'paytirish va bo'lish
, va buni hisobga olgan holda
, olamiz

-

- harakatlanuvchi moddiy nuqtaning impulsi va kinetik energiyasi o'rtasidagi bog'liqlik.

Potensial energiya ( yoki jismlarning pozitsiyasining energiyasi) tanaga konservativ kuchlarning ta'siri bilan belgilanadi va faqat tananing holatiga bog'liq. .

Biz tortishish ishi ekanligini ko'rdik
moddiy nuqtaning egri chiziqli harakati bilan
funktsiya qiymatlari orasidagi farq sifatida ifodalanishi mumkin
nuqtada olingan 1 va nuqtada 2 :

.

Ma’lum bo‘lishicha, qachonki kuchlar konservativ bo‘lsa, bu kuchlarning ishi yo‘lda 1
2 quyidagicha ifodalanishi mumkin:

.

Funktsiya , bu faqat tananing holatiga bog'liq - potentsial energiya deb ataladi.

Keyin boshlang'ich ish uchun biz olamiz

–ish potentsial energiyani yo'qotishga teng.

Aks holda, potentsial energiya zaxirasi tufayli ish bajarilgan deb aytishimiz mumkin.

qiymat , zarrachaning kinetik va potentsial energiyalari yig'indisiga teng, tananing umumiy mexanik energiyasi deyiladi:

–tananing umumiy mexanik energiyasi.

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, Nyutonning ikkinchi qonunidan foydalanish
, kinetik energiya farqi
quyidagicha ifodalanishi mumkin:

.

Potensial energiya farqi
, yuqorida aytib o'tilganidek, teng:

.

Shunday qilib, agar kuch konservativ kuch va boshqa tashqi kuchlar yo'q, demak , ya'ni. bu holda tananing umumiy mexanik energiyasi saqlanib qoladi.

DA Kundalik hayot Ish tushunchasiga tez-tez duch kelamiz. Bu so'z fizikada nimani anglatadi va elastik kuchning ishini qanday aniqlash mumkin? Ushbu savollarga javoblarni maqolada topasiz.

mexanik ish

Ish - kuch va siljish o'rtasidagi munosabatni tavsiflovchi skalyar algebraik miqdor. Agar bu ikki o'zgaruvchining yo'nalishi mos kelsa, u quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

• F- ishni bajaradigan kuch vektorining moduli;
• S- siljish vektor moduli.

Tanaga ta'sir qiluvchi kuch har doim ham ishlamaydi. Masalan, tortishish kuchining ishi, agar uning yo'nalishi tananing harakatiga perpendikulyar bo'lsa, nolga teng.

Agar kuch vektori siljish vektori bilan nolga teng bo'lmagan burchak hosil qilsa, ishni aniqlash uchun boshqa formuladan foydalanish kerak:

A=FSkosa

α - kuch va siljish vektorlari orasidagi burchak.

Ma'nosi, mexanik ish kuchning siljish yo‘nalishiga proyeksiyasining ko‘paytmasi va siljish moduli yoki kuch yo‘nalishi bo‘yicha siljish proyeksiyasining ko‘paytmasi va bu kuch moduli.

mexanik ish belgisi

Kuchning tananing siljishiga nisbatan yo'nalishiga qarab, ish A bo'lishi mumkin:

• ijobiy (0°≤ α<90°);
• salbiy (90°<α≤180°);
• nol (a=90°).

Agar A>0 bo'lsa, u holda tananing tezligi ortadi. Masalan, olma daraxtdan erga tushdi. A uchun<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.

SI (Xalqaro birliklar tizimi) da ish uchun oʻlchov birligi Joul (1N*1m=J) hisoblanadi. Joule - kuchning ishi bo'lib, uning qiymati 1 Nyuton bo'lib, jism kuch yo'nalishi bo'yicha 1 metr harakat qilganda.

Elastik kuchning ishi

Kuchning ishini grafik jihatdan ham aniqlash mumkin. Buning uchun F s (x) grafigi ostidagi egri chiziqli figuraning maydoni hisoblanadi.

Demak, elastik kuchning prujinaning cho’zilishiga bog’liqligi grafigiga ko’ra elastik kuchning ish formulasini chiqarish mumkin.

U quyidagilarga teng:

A=kx 2 /2

• k- qattiqlik;
• x- mutlaq cho'zilish.

Biz nimani o'rgandik?

Mexanik ish jismga kuch ta'sir qilganda bajariladi, bu esa tananing siljishiga olib keladi. Quvvat va siljish o'rtasida yuzaga keladigan burchakka qarab, ish nolga teng bo'lishi yoki salbiy yoki ijobiy belgiga ega bo'lishi mumkin. Misol sifatida elastik kuchdan foydalanib, siz ishni aniqlashning grafik usulini bilib oldingiz.

Deyarli har bir kishi, ikkilanmasdan, javob beradi: ikkinchisida. Va ular xato qiladilar. Vaziyat aksincha. Fizikada mexanik ish tasvirlangan quyidagi ta'riflar: mexanik ish jismga kuch ta'sir qilganda va u harakat qilganda bajariladi. Mexanik ish qo'llaniladigan kuchga va bosib o'tgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

Mexanik ish formulasi

Mexanik ish quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:

Bu erda A - ish, F - kuch, s - bosib o'tgan masofa.

POTENTIAL(potentsial funktsiya), jismoniy kuch maydonlarining keng sinfini (elektr, tortishish va boshqalar) va umuman, vektorlar (suyuqlik tezligi maydoni va boshqalar) bilan ifodalangan fizik miqdorlar sohalarini tavsiflovchi tushuncha. Umumiy holatda vektor maydonining potensiali a( x,y,z) shunday skalyar funksiyadir u(x,y,z) bu a=grad

35. Elektr maydonidagi o'tkazgichlar. Elektr quvvati.elektr maydonidagi o'tkazgichlar. Supero'tkazuvchilar - bu elektr maydonining ta'siri ostida harakatlanishi mumkin bo'lgan juda ko'p miqdordagi erkin zaryad tashuvchilarning mavjudligi bilan tavsiflangan moddalar. Supero'tkazuvchilarga metallar, elektrolitlar, ko'mir kiradi. Metalllarda erkin zaryad tashuvchilari atomlarning tashqi qobiqlarining elektronlari bo'lib, ular atomlar o'zaro ta'sirlashganda "o'z" atomlari bilan aloqasini butunlay yo'qotadi va butun o'tkazgichning mulkiga aylanadi. Erkin elektronlar gaz molekulalari kabi termal harakatda ishtirok etadi va metall bo'ylab istalgan yo'nalishda harakatlanishi mumkin. Elektr quvvati- o'tkazgichning xarakteristikasi, uning elektr zaryadini to'plash qobiliyatining o'lchovi. Elektr zanjirlari nazariyasida sig'im ikki o'tkazgich orasidagi o'zaro sig'imdir; ikki terminalli tarmoq shaklida taqdim etilgan elektr davrining sig'im elementining parametri. Bunday sig'im elektr zaryadining kattaligining ushbu o'tkazgichlar orasidagi potentsial farqga nisbati sifatida aniqlanadi.

36. Yassi kondensatorning sig'imi.

Yassi kondensatorning sig'imi.

Bu. tekis kondansatkichning sig'imi faqat uning o'lchamiga, shakliga va dielektrik o'tkazuvchanligiga bog'liq. Yuqori sig'imli kondansatör yaratish uchun plitalarning maydonini oshirish va dielektrik qatlam qalinligini kamaytirish kerak.

37. Vakuumdagi oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni.Amper qonuni. 1820 yilda Amper (frantsuz olimi (1775-1836)) eksperimental ravishda hisoblash mumkin bo'lgan qonunni o'rnatdi. oqim bilan uzunlikdagi o'tkazgich elementiga ta'sir qiluvchi kuch.

bu erda magnit induksiya vektori, oqim yo'nalishi bo'yicha chizilgan o'tkazgichning uzunlik elementi vektori.

Kuch moduli , bu erda o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi va magnit maydon yo'nalishi o'rtasidagi burchak. Bir xil maydondagi oqim bilan to'g'ri o'tkazgich uchun

Ta'sir etuvchi kuchning yo'nalishi yordamida aniqlanishi mumkin chap qo'l qoidalari:

Agar chap qo'lning kafti magnit maydonning normal (oqimga) komponenti kaftga kirsa va to'rtta cho'zilgan barmoq oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, bosh barmog'i Amper kuchining harakat yo'nalishini ko'rsatadi. .

38. Magnit maydon kuchi. Bio-Savart-Laplas qonuniMagnit maydon kuchi(standart belgi H ) - vektor jismoniy miqdor, vektorning farqiga teng magnit induksiya B va magnitlanish vektori J .

DA Xalqaro birliklar tizimi (SI): qayerda - magnit doimiy.

BSL qonuni. Ayrim oqim elementining magnit maydonini belgilaydigan qonun

39. Bio-Savart-Laplas qonunining qo'llanilishi. To'g'ridan-to'g'ri oqim maydoni uchun

Dumaloq halqa uchun.

Va solenoid uchun

40. Magnit maydon induksiyasi Magnit maydon vektor kattaligi bilan tavsiflanadi, u magnit maydon induksiyasi deb ataladi (vektor miqdori, fazoning ma'lum bir nuqtasida magnit maydonning kuch xarakteristikasi). MI. (B) bu o'tkazgichlarga ta'sir qiluvchi kuch emas, bu quyidagi formula bo'yicha berilgan kuch orqali topiladigan miqdor: B \u003d F / (I * l) (Og'zaki: MI vektor moduli. (B) magnit maydon magnit chiziqlarga perpendikulyar joylashgan tok o‘tkazgichga ta’sir etuvchi F kuch modulining I o‘tkazgichdagi tok kuchiga va l o‘tkazgich uzunligiga nisbatiga teng. Magnit induktsiya faqat magnit maydonga bog'liq. Shu munosabat bilan induksiyani magnit maydonning miqdoriy xarakteristikasi deb hisoblash mumkin. Bu magnit maydon tezlik bilan harakatlanuvchi zaryadga qanday kuch bilan ta'sir qilishini (Lorentz kuchi) aniqlaydi. MI Tesla (1 T) da o'lchanadi. Bunday holda, 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI yo'nalishi bor. Grafik jihatdan, uni chiziqlar sifatida chizish mumkin. Yagona magnit maydonda MIlar parallel bo'ladi va MI vektori barcha nuqtalarda bir xil tarzda yo'naltiriladi. Bir xil bo'lmagan magnit maydon, masalan, toki bo'lgan o'tkazgich atrofidagi maydonda magnit induksiya vektori o'tkazgich atrofidagi fazoning har bir nuqtasida o'zgaradi va bu vektorga tegishlar o'tkazgich atrofida konsentrik doiralarni hosil qiladi.

41. Zarrachaning magnit maydondagi harakati. Lorents kuchi. a) - Agar zarracha bir xil magnit maydon hududiga uchib kirsa va V vektor B vektorga perpendikulyar bo'lsa, u holda u radiusi R=mV/qB aylana bo'ylab harakatlanadi, chunki Lorents kuchi Fl=mV^2 /R markazga qo'zg'atuvchi kuch rolini o'ynaydi. Aylanish davri T=2piR/V=2pim/qB va u zarracha tezligiga bog‘liq emas (Bu faqat V uchun to‘g‘ri keladi.<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.

L.ning kuchi quyidagi munosabat bilan aniqlanadi: Fl = q V B sina (q - harakatlanuvchi zaryadning qiymati; V - uning tezligi moduli; B - magnit maydon induksiya vektorining moduli; alfa - orasidagi burchak. vektor V va vektor B) Lorents kuchi tezlikka perpendikulyar va shuning uchun u ish qilmaydi, zaryad tezligi modulini va uning kinetik energiyasini o'zgartirmaydi. Ammo tezlik yo'nalishi doimiy ravishda o'zgarib turadi. Lorentz kuchi B va v vektorlariga perpendikulyar bo'lib, uning yo'nalishi Amper kuchining yo'nalishi bilan chap qo'lning bir xil qoidasi yordamida aniqlanadi: agar chap qo'l magnit induksiya komponenti B ga perpendikulyar bo'ladigan tarzda joylashtirilgan bo'lsa. zaryad tezligi, kaftga kiradi va to'rtta barmoq musbat zaryadning harakati bo'ylab (salbiyning harakatiga qarshi) yo'naltiriladi, keyin 90 daraja egilgan bosh barmog'i F l zaryadiga ta'sir qiluvchi Lorentz kuchining yo'nalishini ko'rsatadi.

Harakatning energiya xususiyatlarini tavsiflash uchun mexanik ish tushunchasi kiritildi. Va uning turli ko'rinishlarida maqola unga bag'ishlangan. Mavzuni tushunish ham oson, ham ancha murakkab. Muallif buni yanada tushunarli va tushunarli qilishga chin dildan harakat qildi va faqat maqsadga erishildi, deb umid qilish mumkin.

Mexanik ish nima?

U nima deyiladi? Agar tanaga qandaydir kuch ta'sir etsa va bu kuchning ta'siri natijasida tana harakatlansa, bu mexanik ish deyiladi. Ilmiy falsafa nuqtai nazaridan yondashilganda, bu erda bir nechta qo'shimcha jihatlarni ajratib ko'rsatish mumkin, ammo maqola mavzuni fizika nuqtai nazaridan yoritadi. Bu erda yozilgan so'zlarni diqqat bilan o'ylab ko'rsangiz, mexanik ish qiyin emas. Ammo "mexanik" so'zi odatda yozilmaydi va hamma narsa "ish" so'ziga qisqartiriladi. Lekin har bir ish mexanik emas. Bu erda bir kishi o'tiradi va o'ylaydi. Bu ishlaydimi? Ruhiy jihatdan ha! Lekin bu mexanik ishmi? Yo'q. Agar odam yursa-chi? Agar tana kuch ta'sirida harakat qilsa, bu mexanik ishdir. Hammasi oddiy. Boshqacha qilib aytganda, tanaga ta'sir qiluvchi kuch (mexanik) ish qiladi. Va yana bir narsa: bu ma'lum bir kuchning ta'sirining natijasini tavsiflashi mumkin bo'lgan ish. Shunday qilib, agar odam yursa, u holda ma'lum kuchlar (ishqalanish, tortishish va boshqalar) odamga mexanik ish olib boradi va ularning harakati natijasida odam o'z joylashuv nuqtasini o'zgartiradi, boshqacha aytganda, u harakat qiladi.

Jismoniy miqdor sifatida ish tanaga ta'sir qiluvchi kuchga teng bo'lib, tananing ushbu kuch ta'sirida va u ko'rsatgan yo'nalishda qilgan yo'liga ko'paytiriladi. Aytishimiz mumkinki, agar ikkita shart bir vaqtning o'zida bajarilgan bo'lsa, mexanik ish bajarilgan: kuch tanaga ta'sir qilgan va u o'z ta'sir yo'nalishi bo'yicha harakat qilgan. Ammo u bajarilmadi yoki bajarilmaydi, agar kuch ta'sir qilgan bo'lsa va tana koordinata tizimidagi o'rnini o'zgartirmasa. Mexanik ish bajarilmaydigan kichik misollar:

1. Shunday qilib, odam uni siljitish uchun ulkan toshga tushishi mumkin, ammo kuch etarli emas. Quvvat toshga ta'sir qiladi, lekin u harakat qilmaydi va ish sodir bo'lmaydi.
2. Tana koordinatalar tizimida harakat qiladi va kuch nolga teng yoki ularning barchasi kompensatsiyalanadi. Buni inertial harakat paytida kuzatish mumkin.
3. Jismning harakat yo'nalishi kuchga perpendikulyar bo'lganda. Poezd gorizontal chiziq bo'ylab harakatlanayotganda, tortishish kuchi o'z ishini bajarmaydi.

Muayyan sharoitlarga qarab, mexanik ish salbiy va ijobiy bo'lishi mumkin. Shunday qilib, agar tananing yo'nalishlari va kuchlari va harakatlari bir xil bo'lsa, ijobiy ish sodir bo'ladi. Ijobiy ishning misoli, suvning tushayotgan tomchisiga tortishish kuchining ta'siri. Ammo harakatning kuchi va yo'nalishi qarama-qarshi bo'lsa, u holda salbiy mexanik ish sodir bo'ladi. Bunday variantning misoli - ko'tarilgan balon va tortishish, bu salbiy ishni bajaradi. Jismga bir nechta kuchlar ta'sirida bo'lsa, bunday ish "natijaviy kuch ishi" deb ataladi.

Amaliy qo'llash xususiyatlari (kinetik energiya)

Biz nazariyadan amaliy qismga o'tamiz. Mexanik ish va uning fizikada qo'llanilishi haqida alohida gapirish kerak. Ko'pchilik eslaganidek, tananing barcha energiyasi kinetik va potentsialga bo'linadi. Ob'ekt muvozanat holatida bo'lsa va hech qaerga harakat qilmasa, uning potentsial energiyasi umumiy energiyaga teng, kinetik energiyasi esa nolga teng. Harakat boshlanganda potentsial energiya pasayishni boshlaydi, kinetik energiya ortadi, lekin jami ular ob'ektning umumiy energiyasiga teng. Moddiy nuqta uchun kinetik energiya nuqtani noldan H qiymatiga tezlashtirgan kuchning ishi sifatida aniqlanadi va formulada tananing kinetikasi ½ * M * H ga teng, bu erda M - massa. Ko'p zarrachalardan tashkil topgan jismning kinetik energiyasini bilish uchun siz zarrachalarning barcha kinetik energiyasining yig'indisini topishingiz kerak va bu tananing kinetik energiyasi bo'ladi.

Amaliy qo'llash xususiyatlari (potentsial energiya)

Agar tanaga ta'sir qiluvchi barcha kuchlar konservativ bo'lsa va potentsial energiya jamiga teng bo'lsa, u holda hech qanday ish bajarilmaydi. Ushbu postulat mexanik energiyaning saqlanish qonuni sifatida tanilgan. Yopiq tizimdagi mexanik energiya vaqt oralig'ida doimiy bo'ladi. Saqlanish qonuni klassik mexanika masalalarini hal qilishda keng qo'llaniladi.

Amaliy qo'llash xususiyatlari (termodinamika)

Termodinamikada gazning kengayish paytida bajargan ishi bosimning hajmga ko'paytirilgan integrali bilan hisoblanadi. Ushbu yondashuv nafaqat hajmning aniq funktsiyasi mavjud bo'lgan hollarda, balki bosim / hajm tekisligida ko'rsatilishi mumkin bo'lgan barcha jarayonlar uchun ham qo'llaniladi. Mexanik ish haqidagi bilimlar nafaqat gazlarga, balki bosim o'tkaza oladigan barcha narsalarga ham qo'llaniladi.

Amalda amaliy qo'llash xususiyatlari (nazariy mexanika)

Nazariy mexanikada yuqorida tavsiflangan barcha xususiyatlar va formulalar batafsilroq ko'rib chiqiladi, xususan, bu proektsiyalardir. U, shuningdek, mexanik ishning turli formulalari uchun o'z ta'rifini beradi (Rimmer integralining ta'rifiga misol): bo'linishning nozikligi nolga moyil bo'lganda elementar ishning barcha kuchlari yig'indisi moyil bo'lgan chegara deyiladi. kuchning egri chiziq bo'ylab ishi. Ehtimol, qiyinmi? Lekin hech narsa, nazariy mexanika bilan hamma narsa. Ha, va barcha mexanik ishlar, fizika va boshqa qiyinchiliklar tugadi. Keyinchalik faqat misollar va xulosalar bo'ladi.

Mexanik ish birliklari

SI ishni o'lchash uchun joullardan foydalanadi, GHS esa erglardan foydalanadi:

1. 1 J = 1 kg m²/s² = 1 Nm
2. 1 erg = 1 g sm²/s² = 1 dyn sm
3. 1 erg = 10 −7 J

Mexanik ishlarga misollar

Mexanik ish kabi kontseptsiyani nihoyat tushunish uchun siz uni hamma tomondan emas, balki ko'p tomondan ko'rib chiqishga imkon beradigan bir nechta alohida misollarni o'rganishingiz kerak:

1. Biror kishi toshni qo'llari bilan ko'targanda, qo'llarning mushak kuchi yordamida mexanik ish sodir bo'ladi;
2. Poezd relslar bo'ylab harakatlanayotganda traktorning tortish kuchi (elektrovoz, teplovoz va boshqalar) bilan tortiladi;
3. Agar siz qurolni olib, undan o'qqa tutsangiz, chang gazlari yaratadigan bosim kuchi tufayli ish bajariladi: o'q o'qning tezligi oshishi bilan bir vaqtning o'zida miltiqning namlusi bo'ylab harakatlanadi. ;
4. Ishqalanish kuchi tanaga ta'sir qilganda, uning harakat tezligini kamaytirishga majbur qilganda mexanik ish ham mavjud;
5. Yuqoridagi to'plar misoli, ular tortishish yo'nalishiga nisbatan qarama-qarshi yo'nalishda ko'tarilganda, mexanik ishning namunasidir, lekin tortishish kuchidan tashqari, havodan engilroq bo'lgan hamma narsa yuqoriga ko'tarilganda Arximed kuchi ham ta'sir qiladi.

Quvvat nima?

Nihoyat, men kuch mavzusiga to'xtalmoqchiman. Bir kuchning vaqt birligida bajargan ishiga kuch deyiladi. Darhaqiqat, quvvat shunday jismoniy miqdor bo'lib, u ishning ushbu ish bajarilgan ma'lum vaqt davriga nisbatini aks ettiradi: M = P / B, bu erda M - kuch, P - ish, B - vaqt. SI quvvat birligi 1 vatt. Vatt bir soniyada bir joul ishini bajaradigan quvvatga teng: 1 Vt = 1J \ 1s.

Bizning kundalik tajribamizda "ish" so'zi juda keng tarqalgan. Ammo fizika fani nuqtai nazaridan fiziologik ishni va mehnatni farqlash kerak. Darsdan uyga kelganingizda: "Oh, men qanday charchadim!" Deysiz. Bu fiziologik ish. Yoki, masalan, "Sholg'om" xalq ertakidagi jamoaning ishi.

1-rasm. So'zning kundalik ma'nosida ishlang

Biz bu erda fizika nuqtai nazaridan ish haqida gapiramiz.

Kuch jismni harakatga keltirganda mexanik ish bajariladi. Ish lotin harfi A bilan belgilanadi. Ishning yanada qat'iy ta'rifi quyidagicha.

Kuchning ishi - bu kuchning kattaligi va tananing kuch yo'nalishi bo'yicha bosib o'tgan masofasining mahsulotiga teng bo'lgan jismoniy miqdor.

2-rasm. Ish fizik miqdordir

Formula tanaga doimiy kuch ta'sir qilganda amal qiladi.

Xalqaro SI birliklar tizimida ish joul bilan o'lchanadi.

Bu shuni anglatadiki, agar jism 1 nyuton kuch ta'sirida 1 metr harakat qilsa, u holda bu kuch tomonidan 1 joul ish bajariladi.

Ish birligi ingliz olimi Jeyms Preskott Joul sharafiga nomlangan.

Shakl 3. Jeyms Preskott Joul (1818 - 1889)

Ishni hisoblash formulasidan kelib chiqadiki, ish nolga teng bo'lgan uchta holat mavjud.

Birinchi holat, tanaga kuch ta'sir qilganda, lekin tana harakat qilmaydi. Masalan, uyga katta tortishish kuchi ta'sir qiladi. Lekin u hech qanday ish qilmaydi, chunki uy harakatsiz.

Ikkinchi holat - jism inersiya bilan harakat qilganda, ya'ni unga hech qanday kuchlar ta'sir qilmaydi. Masalan, kosmik kema galaktikalararo fazoda harakatlanmoqda.

Uchinchi holat - bu jismning harakat yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan tanaga kuch ta'sir qilganda. Bunday holda, tana harakatlanayotgan bo'lsa-da, kuch unga ta'sir qiladi, lekin tananing harakati yo'q kuch yo'nalishi bo'yicha.

4-rasm. Ish nolga teng bo'lgan uchta holat

Shuni ham aytish kerakki, kuchning ishi salbiy bo'lishi mumkin. Agar tananing harakati sodir bo'lsa, shunday bo'ladi kuch yo'nalishiga qarshi. Misol uchun, kran yukni simi bilan erdan yuqoriga ko'targanda, tortishish ishi manfiy (va kabelning yuqoriga ko'tarilgan kuchining ishi, aksincha, ijobiy).

Aytaylik, qurilish ishlarini bajarishda chuqur qum bilan qoplangan bo'lishi kerak. Buning uchun ekskavatorga bir necha daqiqa kerak bo'ladi, belkurakli ishchi esa bir necha soat ishlashi kerak edi. Lekin ekskavator ham, ishchi ham bajargan bo'lardi bir xil ish.

5-rasm. Xuddi shu ishni turli vaqtlarda bajarish mumkin

Fizikada ish tezligini tavsiflash uchun quvvat deb ataladigan kattalikdan foydalaniladi.

Quvvat - bu ishning bajarilish vaqtiga nisbatiga teng bo'lgan jismoniy miqdor.

Quvvat lotin harfi bilan ko'rsatilgan N.

SI quvvat birligi vattdir.

Bir vatt - bu bir soniyada bir joul ish bajariladigan quvvat.

Quvvat birligi ingliz olimi va bug 'dvigatelining ixtirochisi Jeyms Vatt sharafiga nomlangan.

6-rasm. Jeyms Vatt (1736 - 1819)

Ishni hisoblash formulasini quvvatni hisoblash formulasi bilan birlashtiring.

Eslatib o'tamiz, tana bosib o'tgan yo'lning nisbati, S, harakat vaqti bilan t tananing tezligidir v.

Shunday qilib, quvvat kuchning son qiymati va kuch yo'nalishi bo'yicha tananing tezligi mahsulotiga teng.

Bu formuladan ma’lum tezlikda harakatlanuvchi jismga kuch ta’sir qiladigan masalalarni yechishda foydalanish qulay.

Adabiyotlar ro'yxati

1. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Ta'lim muassasalarining 7-9-sinflari uchun fizika fanidan topshiriqlar to'plami. - 17-nashr. - M.: Ma'rifat, 2004 yil.
2. Peryshkin A.V. Fizika. 7 hujayra - 14-nashr, stereotip. - M.: Bustard, 2010 yil.
3. Peryshkin A.V. Fizikadan muammolar to'plami, 7-9 sinflar: 5-nashr, stereotip. - M: Imtihon nashriyoti, 2010 yil.

1. Physics.ru internet portali ().
2. Festival.1september.ru internet portali ().
3. Fizportal.ru internet portali ().
4. Elkin52.narod.ru internet portali ().

Uy vazifasi

1. Ish qachon nolga teng bo'ladi?
2. Kuch yo'nalishi bo'yicha bosib o'tgan yo'lda qanday ish bajariladi? Qarama-qarshi yo'nalishda?
3. G‘isht 0,4 m harakat qilganda unga ta’sir etuvchi ishqalanish kuchi qanday ishni bajaradi? Ishqalanish kuchi 5 N.