Физикадағы жұмыс – денені қозғалтатын күш модулін оның қозғалған қашықтығына көбейту арқылы табылатын шама. Мақалада біз дене қозғалатын және қозғалыссыз қалған жағдайларды егжей-тегжейлі қарастырамыз. Жұмыс формуласын және оның өлшем бірліктерін үйренейік.
Денеге әсер ететін күштер
Бізде дене ілінген жіп бар деп елестетейік. Жіптің бүйірінен оған жіптің серпімділік күші әсер етеді, оны F деп белгілейік. Дене қозғалыссыз, жіпті штативке бекіттік делік. Бұл күйді шексіз ұстау үшін бірдеңе істеу керек пе? Жоқ. Денеге әсер ететін күш болғанымен, ол қозғалмайды.
Физикадағы жұмыс - бұл не? Бұл сұраққа жауап бермес бұрын, жағдайды қарастырыңыз. Дене қозғалды делік, бірақ оған ешқандай күш әсер етпейді. Мысалы, егер ол барлық жұлдыздар мен галактикалардан алыс ғарыш кеңістігіндегі шар болса. Сонда олардың тартылу күші шамалы болады. Диаграмма сызыңыз.
Дене белгілі s қашықтыққа жылжыды, бірақ күш жоқ (F=0). Қажет педененің қозғалуын қамтамасыз ету үшін қандай да бір әрекет жасайсыз ба? Жоқ. Бұл күйді шексіз сақтауға болады. Бұл денеге әсер ететін күштерсіз бірқалыпты түзу сызықты қозғалыс.
Механикалық жұмыс жасайтын күш
Ал қазір жағдай түбегейлі басқаша. Біз бірдей допты көтереміз. Оған күш әсер етеді, ол арқанның жағынан денеге қолданылады. Доптың қозғалыс шамасын s әрпімен, ал күш - F арқылы белгілейміз. Доптың өзі көтеріле ме? Жоқ, оны бір нәрсе көтеру керек. Мысалы, электр қозғалтқышы бір жерде жұмыс істеуі керек. Бірақ оның жұмыс істеуі үшін бөгеттен су түсуі керек, бұл генератор қосылған турбинаның айналуына әкеледі. Электр желісі арқылы қозғалтқышқа энергия берілуі керек және ол жұмыс істеп, жүкті көтеруі керек. Яғни, қозғалыс өздігінен жүзеге аспайды.
Физиктер алғашқы екі жағдайда күш механикалық жұмыс жасамайды дейді. Үшінші жағдайда жұмыс орындалады. Ол немен өндіріледі? F күші. Физикада жұмыс – шама. Ал егер солай болса, онда ол жоғары және төмен өзгеруі мүмкін. Егер күш күшейіп, денені бірдей қашықтыққа жылжытса, онда бұл күштің жұмысы көбірек болатынын болжау оңай. Күшті қалай арттыруға болады? Мысалы, допты алу екі есе қиын. Сонда жұмыс еселене түседі. Демек, күштің жұмысы күштің шамасына пропорционал. Бұл заң.
Механикалық жұмыс формуласы
Бірдей допты 50 см емес, 100 см көтеру керек деп елестетейік.оны алдымен қашықтықтың бірінші жартысына, содан кейін екіншісіне көтеру жұмысын орындаңыз. Әр жолы бірдей жұмыс жасалады, бірақ жалпы жұмыс екі есе көп болады. Бұл жұмыс дененің жүріп өткен жолына тура пропорционалды дегенді білдіреді. Сондықтан физиктер Fs мәнін А әрпімен белгілеп, оны күш жұмысы деп атауға келісті. Fs өрнегі дененің күші мен орын ауыстыруына тура пропорционал болады.
A=Fs – физикада жұмыс істеу формуласы. A - денеге түсірілген күштің қажетті мәні, ал s - дененің жүріп өткен жолы. Дегенмен, денеге күш түсірілген, бірақ ол қозғалмайтын жағдайлар бар. Біздің үшінші жағдайымызда дене күш түсірілген бағытта қозғалады. Сондықтан s - дененің күш бағытына қарай орын ауыстыруы деу дұрысырақ болар еді. Анықтаманы тұжырымдаймыз: физикадағы жұмыс күш модулі мен дененің күш бағыты бойынша орын ауыстыруының көбейтіндісіне тең шама.
Өлшем бірліктері
А=Fs анықтаушы формуланы қарастырайық. [A]=Nm=J. N - Ньютон, J - джоуль. 1 Джоульдің не екенін қалай түсінуге болады? Бір джоуль жұмыс істейтін күштің диаграммасын салайық.
Суретте дененің бастапқы және соңғы қалпы көрсетілген. Оны 1 м қашықтыққа жылжыттық. Қозғалыс кезінде денеге бір Ньютон күші әсер етті. A \u003d 1 N1 м \u003d 1 Дж. Яғни, бір джоуль – күш бағыты бойынша дене 1 м қашықтықта қозғалғанда бір Ньютон күшінің атқаратын жұмысы.
Бір джоуль – аз жұмыс көлемі. Көтеру10 см-ге 1 кг салмақ, 1 джоульде жұмыс істеу керек. Оны бір метр биіктікке көтеру үшін 10 джоуль жұмыс істеу керек. Крандардың жұмысы туралы айтатын болсақ, олар тоннаны ондаған метрге көтереді. Сондықтан жұмыстың басқа өлшем бірліктері де қолданылады: килоджоуль, мегаджоуль және т.б. 1 кДж=1000 Дж, 1 МДж=10 ^ 6 Дж. Қабырға сағатының тілі мотор арқылы қозғалысқа келтіріледі. Ол бір джоульден әлдеқайда аз жұмыс істейді. Ол миллиджоульмен өлшенеді. 1 мДж=0,001 Дж. Микроджоульдер де бар. 1 мкДж=110^-6 Дж.
