Rad sile je jedinica mjere. Mehanički rad

Pretplatite se
Pridružite se zajednici parkvak.ru!
U kontaktu sa:

Kada su tijela u interakciji puls jedno tijelo se može djelomično ili potpuno prenijeti na drugo tijelo. Ako na sistem tijela ne djeluju vanjske sile drugih tijela, takav sistem se naziva zatvoreno.

Ovaj osnovni zakon prirode se zove zakon održanja impulsa. To je posljedica drugog i trećeg Newtonovi zakoni.

Razmotrimo bilo koja dva tijela u interakciji koja su dio zatvorenog sistema. Sile interakcije između ovih tijela označavamo sa i Prema Njutnovom trećem zakonu Ako ova tijela međusobno djeluju za vrijeme t, tada su impulsi sila interakcije jednaki po veličini i usmjereni u suprotnim smjerovima: Primijenimo drugi Newtonov zakon na ova tijela :

gdje su i impulsi tijela u početnom trenutku vremena, i impulsi tijela na kraju interakcije. Iz ovih odnosa proizilazi:

Ova jednakost znači da se kao rezultat interakcije dva tijela njihov ukupni impuls nije promijenio. Sada uzimajući u obzir sve moguće parne interakcije tijela uključenih u zatvoreni sistem, možemo zaključiti da unutrašnje sile zatvorenog sistema ne mogu promijeniti njegov ukupni impuls, odnosno vektorski zbir impulsa svih tijela uključenih u ovaj sistem.

Mehanički rad i snaga

Na osnovu koncepta predstavljene su energetske karakteristike kretanja mehanički rad ili rad sile.

Rad A koji obavlja konstantna sila je fizička veličina jednaka proizvodu modula sile i pomaka pomnoženog kosinusom ugla α između vektora sile i pokreti(Slika 1.1.9):

Posao je skalarna količina. Može biti pozitivno (0° ≤ α< 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в džula (J).

Džoul je jednak radu sile od 1 N da se pomeri 1 m u pravcu sile.

Ako projekcija sile na smjer kretanja ne ostane konstantna, rad treba izračunati za male pomake i zbrojiti rezultate:

Primjer sile čiji modul ovisi o koordinati je elastična sila opruge koja se pokorava Hookeov zakon. Da bi se opruga istegnula, na nju se mora primijeniti vanjska sila čiji je modul proporcionalan izduženju opruge (slika 1.1.11).

Ovisnost modula vanjske sile o koordinati x prikazana je na grafu kao prava linija (slika 1.1.12).

Na osnovu površine trougla na sl. 1.18.4 možete odrediti rad koji obavlja vanjska sila primijenjena na desni slobodni kraj opruge:

Ista formula izražava rad vanjske sile pri sabijanju opruge. U oba slučaja, rad elastične sile jednak je po veličini radu vanjske sile i suprotnog predznaka.

Ako je na tijelo primijenjeno nekoliko sila, onda opšti posao svih sila jednak je algebarskom zbiru rada pojedinih sila i jednak je radu rezultanta primenjenih sila.

Rad koji izvrši sila u jedinici vremena se naziva moć. Snaga N je fizička veličina jednaka odnosu rada A i vremenskog perioda t tokom kojeg je ovaj rad obavljen.

sadržaj:

Električna struja se stvara da bi se u budućnosti koristila za određene svrhe, za obavljanje nekog posla. Zahvaljujući struji svi uređaji, uređaji i oprema funkcionišu. Sam rad predstavlja određeni napor uložen da se električni naboj pomjeri na zadatu udaljenost. Uobičajeno, takav rad u krugu će biti jednak numerička vrijednost stresa u ovoj oblasti.

Da biste izvršili potrebne proračune, morate znati kako se mjeri rad struje. Svi proračuni se vrše na osnovu početnih podataka dobijenih pomoću mjernih instrumenata. Što je veći naboj, potrebno je više truda da se pomeri i više posla će biti obavljeno.

Kako se zove rad struje?

Električna struja, kao fizička veličina, sama po sebi nema praktični značaj. Većina važan faktor je djelovanje struje, karakterizirano radom koji obavlja. Sam rad predstavlja određene radnje tokom kojih se jedna vrsta energije pretvara u drugu. Na primjer, električna energija se pretvara u mehaničku energiju rotacijom osovine motora. Sam rad električne struje je kretanje naelektrisanja u vodiču pod uticajem električnog polja. U stvari, sav posao kretanja nabijenih čestica obavlja električno polje.

Da bi se izvršili proračuni, mora se izvesti formula za rad električne struje. Da biste kompajlirali formule, trebat će vam parametri kao što su jačina struje i. Budući da su rad električne struje i rad električnog polja ista stvar, on će se izraziti kao proizvod napona i naboja koji teče u provodniku. To jest: A = Uq. Ova formula je izvedena iz odnosa koji određuje napon u provodniku: U = A/q. Iz toga slijedi da napon predstavlja rad električnog polja A da transportuje nabijenu česticu q.

Sama naelektrisana čestica ili naelektrisanje se prikazuje kao proizvod jačine struje i vremena utrošenog na kretanje ovog naboja duž provodnika: q = It. U ovoj formuli korištena je relacija za jačinu struje u provodniku: I = q/t. Odnosno, to je omjer naboja i vremenskog perioda tokom kojeg naelektrisanje prolazi kroz poprečni presjek provodnika. U konačnom obliku, formula za rad električne struje će izgledati kao proizvod poznatih veličina: A = UIt.

U kojim jedinicama se mjeri rad električne struje?

Prije nego što se direktno pozabavimo pitanjem kako se mjeri rad električne struje, potrebno je prikupiti mjerne jedinice svih fizičkih veličina s kojima se ovaj parametar izračunava. Svaki rad, dakle, jedinica mjerenja ove količine bit će 1 džul (1 J). Napon se mjeri u voltima, struja u amperima, a vrijeme u sekundama. To znači da će jedinica mjere izgledati ovako: 1 J = 1V x 1A x 1s.

Na osnovu dobijenih mernih jedinica rad električne struje će se odrediti kao umnožak jačine struje u delu kola, napona na krajevima preseka i vremenskog perioda tokom kojeg struja teče kroz struju. kondukter.

Mjerenja se vrše pomoću voltmetra i sata. Ovi uređaji vam omogućavaju da efikasno riješite problem kako pronaći tačna vrijednost ovaj parametar. Prilikom spajanja ampermetra i voltmetra u strujni krug, potrebno je pratiti njihova očitanja u određenom vremenskom periodu. Dobijeni podaci se ubacuju u formulu, nakon čega se prikazuje konačni rezultat.

Funkcije sva tri uređaja kombinovane su u električnim brojilima koji uzimaju u obzir utrošenu energiju, a zapravo rad koji obavlja električna struja. Ovdje se koristi druga jedinica - 1 kW x h, što takođe znači koliko je posla obavljeno u jedinici vremena.

Gotovo svi će bez oklijevanja odgovoriti: u drugom. I oni će pogriješiti. Istina je upravo suprotno. U fizici se opisuje mehanički rad sa sljedećim definicijama: Mehanički rad se izvodi kada na tijelo djeluje sila i ono se kreće. Mehanički rad je direktno proporcionalan primijenjenoj sili i prijeđenoj udaljenosti.

Formula mehaničkog rada

Mehanički rad se određuje formulom:

gdje je A rad, F sila, s prijeđeni put.

POTENCIJAL(funkcija potencijala), koncept koji karakterizira široku klasu polja fizičke sile (električna, gravitacijska, itd.) i, općenito, polja fizičkih veličina predstavljenih vektorima (polje brzina fluida, itd.). IN opšti slučaj potencijal vektorsko polje a( x,y,z) je takva skalarna funkcija u(x,y,z) da je a=grad

35. Provodniki u električnom polju. Električni kapacitet.Provodnici u električnom polju. Provodniki su tvari koje karakterizira prisustvo velikog broja slobodnih nosača naboja koji se mogu kretati pod utjecajem električnog polja. Provodniki uključuju metale, elektrolite i ugljik. U metalima, nosioci slobodnih naboja su elektroni vanjskih omotača atoma, koji, kada atomi interaguju, potpuno gube veze sa "svojim" atomima i postaju vlasništvo cijelog vodiča u cjelini. Slobodni elektroni sudjeluju u toplinskom kretanju poput molekula plina i mogu se kretati kroz metal u bilo kojem smjeru. Električni kapacitet- karakteristika provodnika, mjera njegove sposobnosti da akumulira električni naboj. U teoriji električnih kola, kapacitivnost je međusobna kapacitivnost između dva vodiča; parametar kapacitivnog elementa električnog kola, predstavljenog u obliku mreže sa dva terminala. Takav kapacitet je definiran kao omjer veličine električnog naboja i potencijalne razlike između ovih vodiča

36. Kapacitet paralelnog pločastog kondenzatora.

Kapacitet paralelnog pločastog kondenzatora.

To. Kapacitet ravnog kondenzatora zavisi samo od njegove veličine, oblika i dielektrične konstante. Da biste stvorili kondenzator velikog kapaciteta, potrebno je povećati površinu ploča i smanjiti debljinu dielektričnog sloja.

37. Magnetna interakcija struja u vakuumu. Amperov zakon.Amperov zakon. Godine 1820, Ampere (francuski naučnik (1775-1836)) je eksperimentalno ustanovio zakon po kojem se može izračunati sila koja djeluje na element provodnika dužine koji nosi struju.

gdje je vektor magnetske indukcije, je vektor elementa dužine provodnika povučen u smjeru struje.

Modul sile, gdje je ugao između smjera struje u vodiču i smjera indukcije magnetskog polja. Za pravi provodnik dužine koji vodi struju u jednoličnom polju

Smjer djelovanja sile može se odrediti pomoću pravila lijeve ruke:

Ako je dlan lijeve ruke postavljen tako da je normalna (na trenutnu) komponenta magnetsko polje ušao u dlan, a četiri ispružena prsta su usmjerena duž struje, tada će palac pokazati smjer u kojem djeluje Amperova sila.

38. Jačina magnetnog polja. Biot-Savart-Laplaceov zakonJačina magnetnog polja(standardna oznaka N ) - vektor fizička količina, jednako razlici vektora magnetna indukcija B I vektor magnetizacije J .

IN Međunarodni sistem jedinica (SI): gdje- magnetna konstanta.

BSL zakon. Zakon koji određuje magnetsko polje pojedinog strujnog elementa

39. Primjena Bio-Savart-Laplaceovog zakona. Za polje jednosmerne struje

Za kružno okretanje.

I za solenoid

40. Indukcija magnetnog polja Magnetno polje karakterizira vektorska veličina, koja se naziva indukcija magnetskog polja (vektorska veličina koja je karakteristika sile magnetskog polja u datoj tački u prostoru). MI. (B) ovo nije sila koja djeluje na provodnike, to je veličina koja se nalazi kroz ovu silu koristeći sljedeću formulu: B=F / (I*l) (Verbalno: MI vektorski modul. (B) jednak je omjeru modula sile F, kojom magnetsko polje djeluje na strujni vodič koji se nalazi okomito na magnetske linije, prema jakosti struje u vodiču I i dužini vodiča l. Magnetna indukcija zavisi samo od magnetnog polja. U tom smislu, indukcija se može smatrati kvantitativnom karakteristikom magnetnog polja. Određuje kojom silom (Lorentzova sila) magnetsko polje djeluje na naboj koji se kreće brzinom. MI se mjeri u teslama (1 Tesla). U ovom slučaju, 1 T=1 N/(A*m). MI ima pravac. Grafički se može skicirati u obliku linija. U uniformnom magnetnom polju, MI linije su paralelne, a MI vektor će biti usmjeren na isti način u svim tačkama. U slučaju neujednačenog magnetnog polja, na primjer, polja oko vodiča sa strujom, vektor magnetske indukcije će se promijeniti u svakoj tački u prostoru oko vodiča, a tangente na ovaj vektor stvarat će koncentrične krugove oko vodiča. .

41. Kretanje čestice u magnetskom polju. Lorencova sila. a) - Ako čestica leti u područje jednolikog magnetskog polja, a vektor V je okomit na vektor B, tada se kreće u krugu poluprečnika R=mV/qB, budući da je Lorentzova sila Fl=mV^2 /R igra ulogu centripetalne sile. Period okretanja je jednak T=2piR/V=2pim/qB i ne zavisi od brzine čestice (Ovo važi samo za V<<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.

Magnetna sila je određena relacijom: Fl = q·V·B·sina (q je veličina naboja koji se kreće; V je modul njegove brzine; B je modul vektora indukcije magnetskog polja; alfa je ugao između vektora V i vektora B) Lorentzova sila je okomita na brzinu i stoga ne radi, ne mijenja modul brzine punjenja i njegovu kinetičku energiju. Ali smjer brzine se kontinuirano mijenja. Lorentzova sila je okomita na vektore B i v, a njen smjer je određen istim pravilom lijeve strane kao i smjer Amperove sile: ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta magnetske indukcije B, okomita na brzina naboja, ulazi u dlan, a četiri prsta su usmjerena duž kretanja pozitivnog naboja (protiv kretanja negativnog), tada će palac savijen za 90 stepeni pokazati smjer Lorentzove sile F l koja djeluje na naboj.

Prije otkrivanja teme „Kako se mjeri rad“, potrebno je napraviti malu digresiju. Sve na ovom svijetu pokorava se zakonima fizike. Svaki proces ili pojava može se objasniti na osnovu određenih zakona fizike. Za svaku mjerenu veličinu postoji jedinica u kojoj se obično mjeri. Mjerne jedinice su konstantne i imaju isto značenje u cijelom svijetu.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-1-768x451..jpg 1024w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Sistem međunarodnih jedinica

Razlog za to je sljedeći. Šezdesete godine 19. na Jedanaestoj generalnoj konferenciji o utezima i mjerama usvojen je sistem mjerenja koji je priznat u cijelom svijetu. Ovaj sistem je nazvan Le Système International d’Unités, SI (SI System International). Ovaj sistem je postao osnova za određivanje mjernih jedinica prihvaćenih u cijelom svijetu i njihovih odnosa.

Fizički termini i terminologija

U fizici se jedinica mjerenja rada sile naziva J (Joule), u čast engleskog fizičara Jamesa Joulea, koji je dao veliki doprinos razvoju grane termodinamike u fizici. Jedan džul jednak je radu koji izvrši sila od jedan N (njutn) kada se njena primjena pomjeri za jedan M (metar) u smjeru sile. Jedan N (njutn) jednak je sili od jednog kg (kilogram) mase sa ubrzanjem od jednog m/s2 (metar u sekundi) u smjeru sile.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-2-2-210x140.jpg 210w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula za pronalaženje posla

Za tvoju informaciju. U fizici je sve međusobno povezano; obavljanje bilo kojeg posla uključuje izvođenje dodatnih radnji. Kao primjer možemo uzeti kućni ventilator. Kada je ventilator uključen, lopatice ventilatora počinju da se okreću. Rotirajuće lopatice utiču na protok vazduha, dajući mu usmereno kretanje. Ovo je rezultat rada. Ali za obavljanje posla neophodan je utjecaj drugih vanjskih sila, bez kojih je djelovanje nemoguće. To uključuje električnu struju, snagu, napon i mnoge druge povezane vrijednosti.

Električna struja, u svojoj srži, je uređeno kretanje elektrona u provodniku u jedinici vremena. Električna struja se zasniva na pozitivno ili negativno nabijenim česticama. Zovu se električni naboji. Označen slovima C, q, Kl (Coulomb), nazvan po francuskom naučniku i pronalazaču Charlesu Coulomb-u. U SI sistemu, to je jedinica mjere za broj naelektrisanih elektrona. 1 C je jednako zapremini naelektrisanih čestica koje prolaze kroz poprečni presek provodnika u jedinici vremena. Jedinica vremena je jedna sekunda. Formula za električni naboj prikazana je na donjoj slici.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-3-768x486..jpg 848w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula za pronalaženje električnog naboja

Jačina električne struje je označena slovom A (amper). Amper je jedinica u fizici koja karakterizira mjerenje rada sile koja se troši na kretanje naelektrisanja duž provodnika. U svojoj srži, električna struja je uređeno kretanje elektrona u vodiču pod utjecajem elektromagnetno polje. Provodnik je materijal ili rastopljena so (elektrolit) koji ima mali otpor prolazu elektrona. Na snagu električne struje utiču dvije fizičke veličine: napon i otpor. O njima će biti riječi u nastavku. Jačina struje je uvijek direktno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-4-768x552..jpg 800w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula za pronalaženje jačine struje

Kao što je gore spomenuto, električna struja je uređeno kretanje elektrona u vodiču. Ali postoji jedno upozorenje: potreban im je određeni uticaj da bi se pomerili. Ovaj efekat se stvara stvaranjem potencijalne razlike. Električni naboj može biti pozitivan ili negativan. Pozitivni naboji uvijek teže negativnim nabojima. Ovo je neophodno za ravnotežu sistema. Razlika između broja pozitivno i negativno nabijenih čestica naziva se električni napon.

Gif?.gif 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-5-768x499.gif 768w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula za pronalaženje napona

Snaga je količina energije koja se troši da se izvrši jedan J (Joule) rada u vremenskom periodu od jedne sekunde. Jedinica mjerenja u fizici je označena kao W (Watt), u SI sistemu W (Watt). Budući da se u obzir uzima električna snaga, ovdje je to vrijednost električne energije utrošene za obavljanje određene radnje u određenom vremenskom periodu.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-6-120x74..jpg 750w" sizes="(max-width: 600px) 100vw, 600px">

Formula za pronalaženje električne energije

U zaključku, treba napomenuti da je jedinica mjere rada skalarna veličina, da je u vezi sa svim granama fizike i da se može posmatrati iz perspektive ne samo elektrodinamike ili termotehnike, već i drugih dijelova. U članku se ukratko ispituje vrijednost koja karakterizira mjernu jedinicu rada sile.

Video

Znate li šta je posao? Bez ikakve sumnje. Svako zna šta je rad, pod uslovom da je rođen i živi na planeti Zemlji. Šta je mehanički rad?

Ovaj koncept je također poznat većini ljudi na planeti, iako neki pojedinci imaju prilično nejasno razumijevanje ovog procesa. Ali sada ne govorimo o njima. Još manje ljudi ima pojma šta je to mehanički rad sa stanovišta fizike. U fizici, mehanički rad nije ljudski rad za hranu, to je fizička veličina koja može biti potpuno nepovezana ni s osobom ni s bilo kojim drugim živim bićem. Kako to? Hajde da to sada shvatimo.

Mehanički rad u fizici

Navedimo dva primjera. U prvom primjeru, vode rijeke, suočene s ponorom, bučno padaju u obliku vodopada. Drugi primjer je osoba koja drži raširene ruke teški predmet, na primjer, čuva polomljeni krov nad trijemom seoske kuće da ne padne dok njegova žena i djeca grozničavo traže nešto čime bi ga mogli poduprijeti. Kada se izvodi mehanički rad?

Definicija mehaničkog rada

Gotovo svi će bez oklijevanja odgovoriti: u drugom. I oni će pogriješiti. Istina je upravo suprotno. U fizici se opisuje mehanički rad sa sljedećim definicijama: Mehanički rad se izvodi kada na tijelo djeluje sila i ono se kreće. Mehanički rad direktno proporcionalna primijenjenoj sili i prijeđenoj udaljenosti.

Formula mehaničkog rada

Mehanički rad se određuje formulom:

gdje je A rad,
F - snaga,
s je prijeđena udaljenost.

Dakle, uprkos svom herojstvu umornog držača krova, posao koji je uradio je nula, ali voda, koja pada pod uticajem gravitacije sa visoke litice, obavlja najviše mehaničkog posla. Odnosno, ako neuspješno gurnemo teški ormarić, onda će rad koji smo obavili sa stanovišta fizike biti jednak nuli, uprkos činjenici da primjenjujemo veliku silu. Ali ako pomaknemo kabinet na određeno rastojanje, tada ćemo obaviti rad jednak proizvodu primijenjene sile i udaljenosti preko koje smo pomjerili tijelo.

Jedinica rada je 1 J. To je rad koji izvrši sila od 1 njutna da pomjeri tijelo na udaljenosti od 1 m. Ako se smjer primijenjene sile poklapa sa smjerom kretanja tijela, tada data moć radi pozitivno. Primjer je kada guramo tijelo i ono se kreće. A u slučaju kada se sila primjenjuje u smjeru suprotnom kretanju tijela, na primjer, sila trenja, tada ova sila radi negativan rad. Ako primijenjena sila ni na koji način ne utječe na kretanje tijela, tada je sila koju izvodi ovaj rad jednaka nuli.

Povratak

×
Pridružite se zajednici parkvak.ru!
U kontaktu sa:
Već sam pretplaćen na zajednicu “parkvak.ru”