Lavoro meccanico: cos'è e come viene utilizzato?

Per essere in grado di caratterizzare le caratteristiche energetiche del movimento, è stato introdotto il concetto di lavoro meccanico. E l'articolo è dedicato a lei nelle sue varie manifestazioni. Per capire l'argomento allo stesso tempo e facile, e abbastanza complicato. L'autore ha sinceramente cercato di renderlo più comprensibile e comprensibile, e si può solo sperare che l'obiettivo sia stato raggiunto.

Cosa si chiama lavoro meccanico?

Come si chiama? Se una forza agisce sul corpo e come conseguenza dell'azione di questo corpo si muove, allora questo si chiama lavoro meccanico. Quando ci si avvicina dal punto di vista della filosofia scientifica, qui si possono distinguere diversi aspetti aggiuntivi, ma l'articolo coprirà l'argomento dal punto di vista della fisica. Il lavoro meccanico non è difficile se pensi alle parole scritte qui bene. Ma la parola "meccanico" di solito non è scritta, e tutto è ridotto alla parola "lavoro". Ma non tutti i lavori sono meccanici. Ecco un uomo seduto e pensante. Funziona? Mentalmente si! Ma è un lavoro meccanico? No. E se un uomo va? Se il corpo si muove con la forza, allora è un lavoro meccanico. È semplice In altre parole, la forza che agisce sul corpo esegue il lavoro (meccanico). E ancora una cosa: è dal lavoro che si può caratterizzare il risultato dell'azione di una certa forza. Quindi, quando una persona va, certe forze (attrito, gravità, ecc.) Eseguono un lavoro meccanico su una persona, e come risultato della loro azione, una persona cambia il suo punto di vista, in altre parole, le mosse.

Il lavoro come una grandezza fisica è uguale alla forza che agisce sul corpo, moltiplicata per il percorso che il corpo ha compiuto sotto l'influenza di questa forza e nella direzione da essa indicata. Si può dire che il lavoro meccanico è stato eseguito se 2 condizioni sono state soddisfatte contemporaneamente: la forza ha agito sul corpo e si è mossa nella direzione della sua azione. Ma non è stato fatto o non fatto se la forza ha agito, e il corpo non ha cambiato la sua posizione nel sistema di coordinate. Ecco alcuni piccoli esempi in cui il lavoro meccanico non viene eseguito:

1. Quindi una persona può cadere su un enorme masso per spostarlo, ma gli manca la forza. La forza agisce sulla pietra, ma non si muove e il lavoro non si verifica.
2. Il corpo si muove nel sistema di coordinate e la forza è zero o sono tutti compensati. Questo può essere osservato mentre si muove per inerzia.
3. Quando la direzione in cui si muove il corpo è perpendicolare all'azione della forza. Quando un treno si muove lungo una linea orizzontale, la gravità non esegue il suo lavoro.

A seconda di determinate condizioni, il lavoro meccanico è negativo e positivo. Quindi, se le direzioni e le forze e i movimenti del corpo sono gli stessi, allora c'è un lavoro positivo. Un esempio di lavoro positivo è l'effetto della gravità su una goccia d'acqua che cade. Ma se la forza e la direzione del movimento sono opposte, si verifica un lavoro meccanico negativo. Un esempio di tale opzione è un palloncino che sale verso l'alto e la gravità, che funziona negativamente. Quando il corpo è influenzato da diverse forze, questo lavoro è chiamato "il lavoro della forza risultante".

Caratteristiche di applicazione pratica (energia cinetica)

Passare dalla teoria alla parte pratica. Separatamente, dovremmo parlare del lavoro meccanico e del suo uso in fisica. Come molti probabilmente hanno ricordato, tutta l'energia del corpo è divisa in cinetica e potenziale. Quando un oggetto si trova nella posizione di equilibrio e non si sposta da nessuna parte, la sua energia potenziale è uguale all'energia totale e l'energia cinetica è pari a zero. Quando inizia il movimento, energia potenziale inizia a diminuire, la cinetica cresce, ma in totale si eguaglia l'energia totale dell'oggetto. per punto materiale L'energia cinetica è definita come il lavoro di una forza che ha accelerato un punto da zero al valore di H, e nella formula, la cinetica del corpo è ½ * M * H, dove M è la massa. Per scoprire l'energia cinetica di un oggetto costituito da molte particelle, è necessario trovare la somma dell'intero energia cinetica particelle, e questa sarà l'energia cinetica del corpo.

Caratteristiche dell'applicazione pratica (energia potenziale)

Nel caso in cui tutte le forze che agiscono sul corpo siano conservative e l'energia potenziale sia uguale al totale, allora il lavoro non viene fatto. Questo postulato è noto come legge di conservazione. energia meccanica. Energia meccanica in un sistema chiuso è costante nell'intervallo di tempo. La legge di conservazione è ampiamente utilizzata per risolvere i problemi della meccanica classica.

Caratteristiche di applicazione pratica (termodinamica)

In termodinamica, il lavoro che fa un gas durante l'espansione è calcolato dall'integrale della moltiplicazione della pressione per il volume. Questo approccio è applicabile non solo nei casi in cui esiste una funzione esatta del volume, ma anche in tutti i processi che possono essere visualizzati nel piano di pressione / volume. La conoscenza del lavoro meccanico viene applicata non solo ai gas, ma anche a tutto ciò che può esercitare pressione.

Caratteristiche dell'applicazione pratica nella pratica (meccanica teorica)

Nella meccanica teorica, tutte le proprietà e le formule di cui sopra sono considerate in modo più dettagliato, in particolare, queste sono proiezioni. Dà anche la sua definizione per varie formule di lavoro meccanico (un esempio di una definizione per integrale di Rimmer): il limite al quale tende la somma di tutte le forze delle opere elementari, quando la finezza della partizione tende a zero, è chiamato il lavoro di forza lungo una curva. Probabilmente difficile? Ma niente, con la meccanica teorica tutto. Sì, e tutto il lavoro meccanico, la fisica e altre difficoltà sono finiti. Inoltre ci saranno solo esempi e conclusioni.

Unità di misura meccaniche

I joule sono usati per misurare il lavoro in SI, e CGS usa erg:

1. 1 J = 1 kg · m² / s² = 1 N · m
2. 1 erg = 1 g · cm² / s² = 1 dyn · cm
3. 1 erg = 10 ^-7 J

Esempi di lavoro meccanico

Per poter finalmente affrontare un concetto come un lavoro meccanico, dovresti studiare diversi esempi separati che ti permetteranno di considerarlo da molti, ma non da tutti:

1. Quando una persona solleva una pietra con le sue mani, il lavoro meccanico avviene con l'aiuto della forza muscolare delle mani;
2. Quando un treno viaggia lungo i binari, viene trainato dalla forza di trazione del trattore (locomotiva elettrica, locomotiva diesel, ecc.);
3. Se prendi una pistola e la spari, a causa della forza di pressione che i gas in polvere creeranno, il lavoro sarà fatto: il proiettile si muoverà lungo la canna della pistola contemporaneamente all'aumento della velocità del proiettile stesso;
4. Il lavoro meccanico è anche quando forza di attrito agisce sul corpo, costringendolo a ridurre la velocità del suo movimento;
5. L'esempio precedente con le palle, quando si alzano nella direzione opposta rispetto alla direzione di gravità, è anche un esempio di lavoro meccanico, ma oltre alla gravità, Archimede agisce anche quando tutto ciò che è più leggero dell'aria sale.

Cos'è il potere?

Infine, voglio toccare il tema del potere. Il lavoro di forza, che è compiuto in una unità di tempo, è chiamato potere. In sostanza, il potere è una quantità fisica che è un'esposizione del rapporto di lavoro a un certo periodo di tempo, durante il quale questo lavoro è stato fatto: M = P / B, dove M è potere, P è lavoro, B è tempo. L'unità di potenza nella SI è indicata in 1 watt. Watt è uguale alla potenza che rende il lavoro in un joule al secondo: 1 W = 1 J1s.