Formlen for arbejde er W = F x S, hvor F er kraften og S er den afstand objektet har tilbagelagt. Dette arbejde kan også bestemmes ved hjælp af en genstands energiforskel.
Ofte hører vi udtrykket "indsats" i hverdagen. Generelt vil en person gøre en indsats for at få det, han ønsker.
Men tilsyneladende forklares indsats også inden for videnskab mere præcist inden for fysikområdet. Lad os derfor se nærmere på det, der kaldes arbejde ud fra et fysikperspektiv.
Indsats
Definition
"Grundlæggende er indsats en handling eller handling på et objekt eller system for at ændre systemets tilstand."
Emnet for forretning er noget, der er almindeligt, og vi gør det ofte i hverdagen.
For eksempel, når vi flytter en spand fyldt med vand, bestræber vi os på at få spanden til at flytte fra sit oprindelige sted.
Forretningsformel
Matematisk defineres arbejde som produktet af den kraft, der virker på objektet, og hvor langt det har bevæget sig.
W = F. Δ s
Hvis du har studeret om integraler, er forskydningen af afstanden på grund af den kraft, der virker, en graf, der ændres kontinuerligt. Således kan ligningen for forretningsformlen skrives
Information :
W = arbejde (joule)
F = kraft (N)
Δs = forskel i afstand (m)
Som vi ved, er kraft og afstand vektorstørrelser. Indsats er resultatet multiplikationsprik mellem kraft og afstand, så vi skal multiplicere vektorkomponenterne i samme retning. For flere detaljer, lad os se på billedet nedenfor.
På billedet ovenfor trækker personen et reb bundet til en kasse med kraft F og danner en vinkel θ. Kassen forskydes derefter så langt som s.
I betragtning af at arbejde er et produkt af prikkerne, er kraften, der kan ganges med afstanden, kraften på x-aksen. Derfor kan formlen for arbejde skrives som
W = F cos θ. s
hvor θ er vinklen mellem rebet og boksens plan.
Generelt er den indsats, vi ofte nævner, kun dens absolutte værdi. Dog kan arbejde også være positivt og negativt eller endda nul.
Arbejde siges at være negativt, hvis objektet eller systemet arbejder mod kraften eller lettere, når kraften og dens forskydning er i modsatte retninger.
I mellemtiden, når kraften og forskydningen er i samme retning, vil arbejdet være positivt. Men når objektet ikke gennemgår en ændring i tilstand, er indsatsen nul.
Læs også: Systematik af forfatningen fra 1945 (komplet) før og efter ændringerEnergi
Før vi diskuterer yderligere om forretning, skal vi på forhånd vide om partnerens indsats, nemlig energi.
Arbejde og energi er en uadskillelig enhed. Dette skyldes, at indsats er en form for energi.
"Dybest set er energi evnen til at udføre arbejde."
Som det er tilfældet, når vi flytter en spand, har vi brug for energi, så spanden kan flyttes.
Energi klassificeres også i to typer, nemlig potentiel energi og kinetisk energi.
Potentiel energi
Dybest set er potentiel energi en energi, som en genstand besidder, når en genstand ikke bevæger sig eller er i ro. Et eksempel er når vi løfter en spand vand op.
Når skovlen er løftet, vil vores hænder føles tunge for at forhindre skovlen i at falde. Dette skyldes, at skovlen har potentiel energi, selvom skovlen ikke bevæger sig.
Generelt genereres potentiel energi på grund af indflydelsen af tyngdekraften. I det foregående tilfælde følte skovlen tung, når den blev løftet og lå øverst.
Dette skyldes, at potentiel energi påvirkes af objektets position. Jo højere objektet er, desto større er dets potentielle energi.
Derudover er potentiel energi også påvirket af masse og dens tyngdeacceleration. Således kan mængden af potentiel energi skrives som
Ep = m. g. h
Information :
Ep = potentiel energi (joule)
m = masse (kg)
g = tyngdeacceleration (9,8 m / s2)
h = objektets højde (m)
Derudover, hvis en virksomhed kun påvirkes af potentiel energi. Således bestemmes mængden af arbejde af forskellen mellem den potentielle energi efter og før objektet bevæger sig.
W = ΔEp
W = m. g. (h2 - h1)
Information :
h2 = højde på det endelige objekt (m)
h1 = højde på det oprindelige objekt (m)
Kinetisk energi
Et andet tilfælde med potentiel energi, der er en energi, der ejes af en genstand, når den bevæger sig, kaldet kinetisk energi.
Alle objekter i bevægelse skal have kinetisk energi. Mængden af kinetisk energi er proportional med objektets hastighed og masse.
Matematisk kan mængden af kinetisk energi skrives som følger:
Ek = 1/2 m.v2
Information :
Ek = kinetisk energi (joule)
m = masse (kg)
v = hastighed (m / s)
Hvis et objekt kun påvirkes af kinetisk energi, kan objektets arbejde beregnes ud fra forskellen i kinetisk energi.
W = ΔEk
W = 1 / 2. m. (V2 - v1)2
Information :
v2 = sluthastighed (m / s)
v1 = starthastighed (m / s)
Mekanisk energi
Der er en tilstand, hvor et objekt har to typer energi, nemlig potentiel energi og kinetisk energi. Denne tilstand kaldes mekanisk energi.
Læs også: Billede af terningsnet, komplette + eksemplerGrundlæggende er mekanisk energi en kombination af to typer energi, nemlig kinetisk og potentiale, der virker på genstande.
Em = Ep + Ek
Information :
Em = mekanisk energi (joule)
I henhold til loven om bevarelse af energi kan en energi ikke skabes og ødelægges.
Dette er tæt knyttet til mekanisk energi, hvor hvis energien alle kan konverteres fra potentiel energi til kinetisk energi eller omvendt. Som et resultat vil den samlede mekaniske energi altid være den samme uanset position.
Em1 = Em2
Information :
Em1 = indledende mekanisk energi (joule)
Em2 = endelig mekanisk energi (joule)
Eksempler på arbejds- og energiformler
Følgende er nogle eksempler på spørgsmål for at forstå sager relateret til arbejds- og energiformlen.
Eksempel 1
Et objekt med en masse på 10 kg bevæger sig på en flad og glat overflade uden nogen friktion, hvis objektet skubbes med en kraft på 100 N, som danner en vinkel på 60 ° i forhold til den vandrette retning. Mængden af arbejde, hvis objektet forskydes 5 m er
Svar
W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100.0,5.5 = 250 Joule
Eksempel 2
En blok med en masse på 1800 gram (g = 10 m / s2) trækkes lodret i 4 sekunder. Hvis blokken bevæger sig 2 m højt, er den resulterende effekt
Svar
Energi = Kraft. tid
Ep = P. t
m. g. h = P. t
1,8 .10. 2 = P. 4
36 = s.4
P = 36/4 = 9 watt
Eksempel 3
Et barn, hvis masse er 40 kg, ligger på 3. sal i en bygning i en højde på 15 m fra jorden. Tælle potentiel energi barn, hvis barnet nu er på 5. sal og er 25 m fra jorden!
Svar
m = 40 kg
h = 25 m
g = 10 m / s²
Ep = m x g x h
Ep = (40) (10) (25) = 10000 joule
Eksempel 4
Et objekt med en masse på 10 kg bevæger sig ved 20 m / s. Ved at ignorere den eksisterende friktionskraft på genstande. Angiv ændringer i kinetisk energi hvis objektets hastighed bliver 30 m / s!
Svarm = 10 kg
v1 = 20 m / s
v2 = 30 m / s
Δ Ek = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½ m (v2²- v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 timer
Eksempel 5
En genstand med en masse på 2 kg falder frit fra toppen af en bygning med flere etager, der er 100 m høj. Hvis friktion med luft forsømmes og g = 10 m s-2, så er tyngdekraftens arbejde udført til en højde på 20 m fra jorden
SvarW = mgΔ
W = 2 x 10 x (100 - 20)
W = 1600 joule
Således diskussionen om formlen for indsats og energi, forhåbentlig kan den være nyttig for dig.
