Еңбек адамның өмір сүруін қамтамасыз ету үшін қажет әлеуметтік қызмет түрі екенін әркім түсінеді. Дегенмен, физикада мүлде басқа мағынаға ие ұқсас ұғым да бар. Физикадағы жұмыс дегеніміз не, осы мақала жауап береді.
Физикалық шама ретінде жұмыс
Физикада қандай жұмыс деген сұраққа жауап бере отырып, бұл кез келген әрекетті орындауға жұмсалатын энергия екенін нақтылау керек. Мысалы, адам үйкеліс күштеріне қарсы жұмыс істеген кезде жүкті бір жерден екінші орынға ауыстырады. Егер бұл адам жүкті көтере бастаса, онда оның жұмысы планетаның тартылыс күшін жеңуге бағытталады. Тағы бір мысал: поршень астындағы газ қыздыру нәтижесінде өз көлемін ұлғайта бастайды, бұл жағдайда ол біраз жұмыс істейді деп айтылады.
Жоғарыда аталған барлық жағдайларда бір ортақ қасиет бар: жұмыс нөлден тек заттардың немесе олардың бөліктерінің механикалық қозғалысының қандай да бір түрі болған кезде ғана ерекшеленеді.(жұмысшының жүкпен қозғалуы, газдың кеңеюі).
Осылайша, жұмыс дегеніміз берілген дене үшін энергияны бір күйден екінші күйге ауыстыру процесі, нәтижесінде бұл дене кеңістіктегі орнын өзгертеді.
Жұмыс формуласы
Енді зерттелетін мәнді сандық түрде қалай есептеу керектігін көрсетейік. Әртүрлі күйлер арасында энергияның берілуі қандай да бір күш болған жағдайда ғана мүмкін болады. Бұл адамның қолы мен аяғының физикалық күші, машиналар күші, цилиндрде жанармай жанған кезде күшке оңай айналатын қысым, электр қозғалтқышының электромагниттік индукция күші және т.б.
Келесі формула физикадан жұмысты қалай табуға болады деген сұраққа жауап береді:
A=(F¯l¯)
А жұмысы скаляр шама, ал күш F¯ және орын ауыстыру l¯ векторлық шамалар. Сондықтан А-ны есептеу формуласы векторлардың скаляр көбейтіндісі туралы айтып тұрғанын көрсету үшін жақшаларды пайдаланады. Скалярлық пішінде жоғарыдағы өрнекті келесідей қайта жазуға болады:
A=Flcos(φ)
Мұндағы φ – F¯ күш векторлары мен l¯ орын ауыстыру арасындағы бұрыш.
Орын ауыстыру метрмен өлшенетіндіктен және күш Ньютонмен өлшенетіндіктен, жұмыс бірлігі метрге Ньютон (Нм). SI бірлігінің өз атауы бар, джоуль (Дж). 1 Дж жұмыс 1 Н күшке сәйкес келеді, ол орын ауыстыру бағыты бойынша әрекет ете отырып, денені қозғалысқа келтірді.1 метр.
Газ жұмысы
Физикада механикалық жұмыс дегеніміз не деген сұрақты талдап, оны есептеуге болатын формуланы бердік. Газдарды кеңейту жағдайында басқа өрнек қолданылады.
Бізде V1 көлемін толтыратын және P қысымында болатын газ жүйесі бар делік. Оның көлемі жүйеге қандай да бір сыртқы немесе ішкі әсердің нәтижесінде өзгерсін. және V2 тең болды. Сонда А газының жұмысын мына формуламен анықтауға болады:
A=∫V(P(V)dV)
Егер P-V осьтерінде P(V) функциясының графигін салсаңыз, қисық астындағы аудан сандық түрде A-ға тең болады.
Идеал газ үшін изобарлық процесс (P=const) жағдайында физикада жұмысты қалай табуға болады деген сұраққа жауап келесі қарапайым өрнек болады:
A=P(V2-V1)
Егер термодинамикалық процесс нәтижесінде газдың көлемі өзгермесе, онда оның жұмысы нөлге тең болады. Егер V2>V1, V1>V болса, газ оң жұмыс істейді. 2, содан кейін теріс.
Күш моментінің жұмысы
Күш моменті физикалық шама болып табылады, ол келесі формуламен өрнектеледі:
M=[F¯r¯]
Яғни, M айналу осіне қатысты F күш пен r радиус векторының векторлық көбейтіндісіне тең. Күш моменті Nm арқылы өрнектеледі.
Физикада күш моментінің жұмысы қандай? Бұл сұраққакелесі формула жауап береді:
A=Mθ
Бұл теңдік жүйеге әсер ететін M моменті оның ось айналасында θ бұрышына айналуына әкелетінін білдіреді, онда ол А жұмыс істейді. Жұмысты алу үшін мұндағы θ бұрышын радианмен көрсету керек. джоульмен.
Күш моментінің жұмысын есептеу дөңгелектер, тісті доңғалақтар, біліктер және т.б. сияқты айналу бар барлық механикалық жүйелерде маңызды рөл атқарады.
Гравитация жұмысы
Физикада қандай жұмыс екенін анықтай отырып, ауырлық күштері үшін бұл мәнді есептейік. Массасы m дене h биіктігінен құлады делік. Ауырлық күші F тігінен төмен әсер ететіндіктен, ол оң жұмыс жасайды. Ол келесі формуламен анықталады:
A=mgсағ, мұндағы F=mg
Алынған A мәні формуласындағы көпшілігі дененің потенциалдық энергиясының гравитациялық күштер өрісіндегі өрнегін көре алады. Дененің құлауы кезінде ауырлық күші дененің потенциалдық энергиясын оның қозғалысының кинетикалық энергиясына ауыстыру жұмысын атқарады.
