Poslovne formule: razlaga gradiva, primeri vprašanj in razprava

Formula za delo je W = F x S, kjer je F sila, S pa razdalja, ki jo je objekt prehodil. To delo lahko določimo tudi z uporabo energijske razlike predmeta.

Pogosto v vsakdanjem življenju slišimo izraz "napor". Na splošno se bo človek potrudil, da bo dobil tisto, kar si želi.

A očitno so napori tudi v znanosti natančneje razloženi na področju fizike. Zato si podrobneje poglejmo, kaj se s fizičnega vidika imenuje delo.

Trud

Definicija

"V bistvu je napor dejanje ali dejanje na predmetu ali sistemu za spremembo stanja sistema."

Tema posla je nekaj običajnega in to pogosto počnemo v vsakdanjem življenju.

Na primer, ko premikamo vedro, napolnjeno z vodo, se potrudimo, da se vedro premakne s prvotnega mesta.

Poslovna formula

Matematično je delo opredeljeno kot zmnožek sile, ki deluje na objekt, in kako daleč se je premaknil.

W = F. Δ s

Če ste preučevali integrale, je premik razdalje zaradi sile, ki deluje, graf, ki se nenehno spreminja. Tako lahko zapišemo enačbo za poslovno formulo

Informacije:

W = delo (jouli)

F = sila (N)

Δs = razlika v razdalji (m)

Kot vemo, sta sila in razdalja vektorski količini. Trud je rezultat množilna pika med silo in razdaljo, zato moramo vektorske komponente pomnožiti v isti smeri. Za več podrobnosti si oglejmo spodnjo sliko.

Na zgornji sliki oseba vleče vrv, privezano na škatlo s silo F in tvori kot θ. Nato se polje premakne do s.

Glede na to, da je delo plod pik, je sila, ki jo lahko pomnožimo z razdaljo, sila na os x. Zato lahko formulo za delo zapišemo kot

W = F cos θ. s

kjer je θ kot med vrvjo in ravnino škatle.

Na splošno je trud, ki ga pogosto omenjamo, le njegova absolutna vrednost. Delo pa je lahko tudi pozitivno in negativno ali celo nič.

Delo bo negativno, če objekt ali sistem deluje proti sili ali lažje, če sta sila in njen premik v nasprotni smeri.

Medtem ko bo sila in premik v isti smeri, bo delo pozitivno. Ko pa se objekt ne spremeni v stanju, je napor nič.

Energija

Pred nadaljnjim pogovorom o poslu moramo vnaprej vedeti o partnerju prizadevanja, namreč o energiji.

Delo in energija sta neločljiva enotnost. To je zato, ker je napor oblika energije.

"V bistvu je energija sposobnost dela."

Kot v primeru, ko premaknemo vedro, potrebujemo energijo, da ga lahko premaknemo.

Tudi energijo razvrščamo v dve vrsti, in sicer potencialno in kinetično energijo.

Potencialna energija

V bistvu je potencialna energija energija, ki jo ima objekt, ko se objekt ne premika ali miruje. Primer je, ko dvignemo vedro vode gor.

Ko vedro dvignemo, da vedro ne pade, bodo naše roke težke. To je zato, ker ima vedro potencialno energijo, čeprav se vedro ne premika.

Na splošno potencialna energija nastane zaradi vpliva gravitacijske sile. V prejšnjem primeru se je žlica ob dvigovanju počutila težko in je bila na vrhu.

To je zato, ker na položaj potenciala vpliva položaj predmeta. Višji kot je objekt, večja je njegova potencialna energija.

Poleg tega na potencialno energijo vplivata tudi masa in njen gravitacijski pospešek. Tako lahko količino potencialne energije zapišemo kot

Ep = m. g. h

Informacije:

Ep = potencialna energija (džuli)

m = masa (kg)

g = pospešek zaradi gravitacije (9,8 m / s2)

h = višina predmeta (m)

Poleg tega, če na podjetje vpliva le potencialna energija. Tako je količina dela določena z razliko med potencialno energijo po in pred premikanjem predmeta.

W = ΔEp

Š = m. g. (h2 - h1)

Informacije:

h2 = višina končnega predmeta (m)

h1 = višina začetnega predmeta (m)

Kinetična energija

Drug primer potencialne energije je energija, ki je v lasti predmeta, ko se premika, kar se imenuje kinetična energija.

Vsi predmeti v gibanju morajo imeti kinetično energijo. Količina kinetične energije je sorazmerna s hitrostjo in maso predmeta.

Matematično lahko količino kinetične energije zapišemo na naslednji način:

Ek = 1/2 m.v2

Informacije:

Ek = kinetična energija (džuli)

m = masa (kg)

v = hitrost (m / s)

Če na predmet vpliva le kinetična energija, lahko delo, ki ga opravi objekt, izračunamo iz razlike v kinetični energiji.

W = ΔEk

Š = 1/2 m (V2 - v1)2

Informacije:

v2 = končna hitrost (m / s)

v1 = začetna hitrost (m / s)

Mehanska energija

Obstaja stanje, ko ima objekt dve vrsti energije, in sicer potencialno in kinetično energijo. To stanje se imenuje mehanska energija.

V bistvu je mehanska energija kombinacija dveh vrst energije, in sicer kinetične in potencialne, ki delujejo na predmete.

Em = Ep + Ek

Informacije:

Em = mehanska energija (džulji)

Po zakonu o ohranjanju energije energije ni mogoče ustvariti in uničiti.

To je tesno povezano z mehansko energijo, kjer se energija iz potencialne energije lahko pretvori v kinetično ali obratno. Posledično bo celotna mehanska energija vedno enaka, ne glede na položaj.

Em1 = ​​Em2

Informacije:

Em1 = ​​začetna mehanska energija (džuli)

Em2 = končna mehanska energija (džuli)

Primeri formul za delo in energijo

Sledi nekaj primerov vprašanj za razumevanje primerov, povezanih z delovno in energijsko formulo.

Primer 1

Predmet z maso 10 kg se premika po ravni in spolzki površini brez trenja, če je predmet potisnjen s silo 100 N, ki tvori kot 60 ° v vodoravni smeri. Količina dela, če objekt premakne 5 m, je

Odgovorite

W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100,0,5,5 = 250 Joulov

2. primer

Blok z maso 1800 gramov (g = 10 m / s2) potegnemo navpično za 4 sekunde. Če se blok premakne 2 m visoko, je izhodna moč

Odgovorite

Energija = moč. čas

Ep = P. t

m. g. h = P. t

1,8 .10. 2 = P. 4.

36 = P. 4

P = 36/4 = 9 vatov

3. primer

Otrok, katerega masa je 40 kg, je v 3. nadstropju stavbe na višini 15 m od tal. Štetje potencialna energija otrok, če je otrok zdaj v 5. nadstropju in je od tal oddaljen 25 m!

Odgovorite

m = 40 kg

h = 25 m

g = 10 m / s²

Ep = m x g x h

Ep = (40) (10) (25) = 10000 joulov

4. primer

Predmet z maso 10 kg se giblje s hitrostjo 20 m / s. Z ignoriranjem obstoječe sile trenja na predmete. Navedite spremembe kinetične energije če hitrost predmeta postane 30 m / s!

Odgovorite
m = 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 ur

Primer 5

Predmet z maso 2 kg prosto pade z vrha večnadstropne stavbe, ki je visoka 100 m. Če trenje z zrakom zanemarimo in je g = 10 m s-2, je delo gravitacije do višine 20 m od tal

Odgovorite
W = mgΔ
Š = 2 x 10 x (100 - 20)
Š = 1600 džuljev

Tako je razprava o formuli za trud in energijo, upajmo, da vam bo lahko koristna.