6.1: Вступ

Last updated

Oct 27, 2022
Save as PDF
- 6: Робота та енергія
- 6.2: Робота, виконана постійною силою

Boundless
Boundless

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Вступ до праці та енергетики

Робота - це енергія, пов'язана з дією сили.

цілі навчання

Опишіть взаємозв'язок між роботою, енергією та силою

Робота, виконана на системі постійною силою, є добутком складової сили у напрямку руху на відстань, через яку діє сила. Для одностороннього руху в одному вимірі це виражається у вигляді рівняння як $\mathrm{W=Fd \cos θ}$ , де W - робота, F - величина сили на системі, d - величина зміщення системи, а θ - кут між вектором сили F і вектором зміщення d.

Робота, сила та енергія: Біологія корисна.

Візьмемо цей приклад роботи в дії з: (A) Робота, виконана силою F на цій газонокосарці $\mathrm{W=Fd \cos θ}$ . Зверніть увагу, що $\mathrm{W=Fd \cos θ}$ є складовою сили у напрямку руху. (Б) Людина, що тримає портфель, не працює на ньому, тому що немає руху. Жодна енергія не передається на портфель або з нього. (C) Людина, що рухає портфель горизонтально з постійною швидкістю, не працює на ньому, і не передає йому ніякої енергії. (D) Робота проводиться на портфелі шляхом перенесення його вгору по сходах з постійною швидкістю, тому що в напрямку руху обов'язково присутній складова сили F. Енергія передається на портфель і може, в свою чергу, використовуватися для виконання роботи. (E) Коли портфель опущений, енергія передається з портфеля і в електрогенератор. Тут робота, виконана на портфелі генератором, негативна, видаляючи енергію з портфеля, тому що F і d знаходяться в протилежних напрямках.

зображення

Приклади роботи: Так співіснують і діють незавершені роботи та енергія. Робота - це енергія, пов'язана з дією сили.

У фізиці кажуть, що сила робить роботу, коли вона діє на тіло так, що відбувається зміщення точки прикладання, хоч і невеликої, у напрямку сили. Таким чином, сила працює, коли відбувається рух під дією сили. Робота, виконана постійною силою величини F на точку, яка рухається на відстань d в напрямку сили, є твором:

$\mathrm{W=Fd}$

Наприклад, якщо сила 10 ньютон (F = 10 N) діє уздовж точки, яка рухається на два метри (d = 2 м), то вона робить роботу W = (10 N) (2 м) = 20 Н м = 20 Дж. Це приблизно робота, виконана з підняття 1 кг ваги з землі на голову людини проти сили тяжіння. Зверніть увагу, що робота подвоюється або підняттям удвічі більшої ваги на тій же відстані, або підняттям тієї ж ваги в два рази більше відстані.

Робота тісно пов'язана з енергією. Збереження енергії говорить про те, що зміна загальної внутрішньої енергії системи дорівнює додаванню тепла мінус робота, виконана системою (див. Перший закон термодинаміки, і):

зображення

бейсбол глечик: бейсбольний глечик робить роботу на бейсбол, кидаючи м'яч на деяку силу, F, на деякій відстані d, який для середнього бейсбольного поля, становить близько 60 футів.

$\mathrm{δE=δQ−δW}$

Також з другого закону Ньютона для жорстких тіл можна показати, що робота над об'єктом дорівнює зміні кінетичної енергії цього об'єкта:

$\mathrm{W=ΔKE}$

Робота сил, породжених потенційною функцією, відома як потенційна енергія, а сили, як кажуть, консервативні. Тому робота над об'єктом, що рухається в консервативному силовому полі, дорівнює мінус зміни потенційної енергії об'єкта:

$\mathrm{W=−ΔPE}$

Це показує, що робота - це енергія, пов'язана з дією сили, і так має фізичні розміри та одиниці енергії.

Ключові моменти

Робота - це передача енергії силою, що діє на об'єкт у міру його зміщення.
Робота, виконана силою, дорівнює нулю, якщо зміщення або дорівнює нулю, або перпендикулярно силі.
Виконана робота позитивна, якщо сила і зміщення мають однаковий напрямок, а виконана робота негативна, якщо вони мають протилежний напрямок.

Ключові умови

енергія: величина, яка позначає здатність виконувати роботу і вимірюється в одиниці виміру маси × відстані²/час² (мл²/Т²) або еквіваленті.

ЛІЦЕНЗІЇ ТА АВТОРСТВА

CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ КОНТЕНТ, РАНІШЕ ДІЛИВСЯ

Курація та доопрацювання. Надано: Boundless.com. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства

CC ЛІЦЕНЗОВАНИЙ ВМІСТ, СПЕЦИФІЧНА АТРИБУЦІЯ

Коледж OpenStax, Коледж фізики. 17 вересня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m42146/latest/?collection=col11406/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
Робота (фізика). Надано: Вікіпедія. Розташований за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/Work_ (фізика) %23Work_і_Energy. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
Робота (фізика). Надано: Вікіпедія. Розташований за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/Work_ (фізика) %23Work_і_Energy. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
Коледж OpenStax, Коледж фізики. 17 вересня 2013 року. Надається: OpenSTAX CNX. Знаходиться за адресою: http://cnx.org/content/m42146/latest/?collection=col11406/latest. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
Робота (фізика). Надано: Вікіпедія. Розташований за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/Work_ (фізика) %23Work_і_Energy. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
енергія. Надано: Вікісловник. Розташований за адресою: uk.wiktionary.org/wiki/energy. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
Коледж OpenStax, робота: наукове визначення. 3 листопада 2012 року. Надається: OpenSTAX CNX. Розташований за адресою: CNX.org/Зміст/M42146/Останній/Малюнок 08_02_01.jpg. Ліцензія: CC BY: Зазначення авторства
Бейсбол пітчинг руху 2004. Надано: Вікіпедія. Розташований за адресою: uk.wikipedia.org/wiki/Файл:Бейсбол_пітчинг_Motion_2004.jpg. Ліцензія: CC BY-SA: Із Зазначенням Авторства
Робота, влада та енергія. Знаходиться за адресою: http://www.youtube.com/watch?v=4B_5T7Er7RA. Ліцензія: Суспільне надбання: Немає відомих авторських прав. Умови ліцензії: Стандартна ліцензія YouTube