Mechanikai munka, mint a folyamat, és mérni kell a változás
Az energetikai jellemzői a mozgás beírni koncepciója alapján a mechanikai munka vagy teljesítmény.
A munka A, által végzett állandó erő nevezzük fizikai mennyiség, egyenlő a termék az erő és elmozdulás modulok szorozva a koszinusza a szög # 945; közötti erő és elmozdulás vektorok A = Fs cos # 945;.
A munka egy skalár mennyiség. Ez lehet akár pozitív (0 ° ≤ # 945; <90°), так и отрицательной (90° <α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж).
Joule egyenlő által végzett munka ereje 1 N per 1 m a mozgó erő irányában.
Ha a vetülete F # 773; S F erő # 773; A mozgás iránya s # 773; nem marad állandó, a munkát be kell számítani a kis elmozdulások # 916; si és összefoglalja az eredményeket:
Ez az összeg a határérték (# 916; si → 0) részévé válik.
Grafikusan, a művelet által meghatározott területet a diagram alatti görbe vonalú alakzatok Fs (x)
Grafikus meghatározása munkát. # 916; Ai = FSI # 916; si
Egy példa a hálózati modul, amely függ a koordinátákat, szolgálhatnak egy rugalmas rugó erő, engedelmeskedik Hooke-törvény Fx = Fupr = -kx. Annak érdekében, hogy nyúlik a rugó, akkor szükséges alkalmazni a külső tápegység modul, amely arányos a nyúlás a tavasz.
Rugó. Az irány a külső erő egybeesik a mozgásának iránya K - rugóállandó.
:
Ez a képlet fejezi ki a munkát, amelyet a külső erő, amikor a rugó összenyomódik. Mindkét esetben a munka egy rugalmas erő egyenlő a modulo művelet egy külső erő, és ellenkező előjellel.
Ha a testre több erő, a teljes működését az összes erők egyenlő az algebrai összege által végzett munka az egyes erők. Az előre irányuló mozgás a test, ha a pont a erőhatást, hogy ugyanazt a mozgás, a teljes működését az összes erők egyenlő az eredője az alkalmazott erők.
Munkaerő, végre időegység hívják hatalom. Teljesítmény N fizikai mennyiség arány egyenlő a működési A a t időtartam, amely alatt ez a munka elvégezhető:
A nemzetközi rendszer (SI) erőegységet nevezett watt (W). Watt teljesítmény egyenlő erővel munka elvégzésére során 1 J1 s.
11. A munka súlyát és a rugalmas erő. Konzervatív erők potenciális területen. Súrlódási munka. Disszipatív erők.
Disszipatív erők - erők, amelyek hatása alatt a mechanikus rendszer a teljes mechanikai energia csökken (azaz eloszlik), mozgó más, nem mechanikus energiaformák, például a hő.
A fizikában a konzervatív erők (potenciális erő) - erők, amelyek működése nem függ az alakja útvonal (attól csak a kezdő és végpontjai az erő alkalmazása). Ebből következik, ezt a meghatározást: a konzervatív erők - azok az erők, amelyek a munka minden zárt pálya 0.
Ha a rendszer csak konzervatív erők, a mechanikai energia a rendszer fenntartását.
potenciális mezők
Ha a munka a területen ható erők a mozgó vizsgálatiszemcse benne, nem függ a pályáját a részecske, és úgy van meghatározva csak a kezdeti és a végső helyzetben, egy ilyen mező az úgynevezett potenciális. Mert ez a koncepció a potenciális energia a részecske - néhány funkció részecske koordináták meg, hogy az egyes értékek az 1. és 2. pont megegyezik a munkát a területen a részecske mozog 1. pont 2 pont.
Az erőssége a területen a potenciális kifejezett potenciális energia, mint a gradiens:
Newton gravitációs mező. A területen egy pont érvényes:
ahol - a térerő (a nehézségi gyorsulás), - a potenciális energia, M - tömege anyagi pont, - a sugár vektor által lefolytatott anyagból pont a megfigyelési ponton, R - a hossza a sugár vektor, m - a minta tömege részecske, G - néhány konstans (úgynevezett gravitációs állandó), a numerikus értéke, amely függ a választott rendszernek egységek.
A súrlódási erő
Azt szokták mondani, hogy a súrlódási erő mindig nem negatív a munka, és ez a növekedéséhez vezet a belső (hő) energia a rendszer.
Egy ilyen nyilatkozat előírja egy fontos pontosítást - ez csak akkor érvényes, ha nem a munka egyetlen súrlódási és a teljes munka valamennyi ható erők a rendszert. Az a tény, hogy a munka minden erő függ a választás a referencia rendszer, és lehet negatív ugyanabban a rendszerben, de pozitív a másik. A teljes munkája a súrlódási erők hatnak a rendszer nem függ a választott referencia rendszer, és mindig negatív. Itt egy konkrét példa.
Tegyen egy tégla, egy mozgó teherautó úgy, hogy csúszni kezdett rajta (1.). A referenciakeret kapcsolódó a föld, az F1 súrlódási erő, ható a téglák, mielőtt csúszó megszűnése, végez munkát A1. Ugyanakkor a súrlódási erő az F2 eljárva a kocsi (és egyenlő az abszolút értéke az első erő) nem negatív munkahelyi, az A2, több modul, mint a munka, az A1, mert az út teherautó s hosszabb utat tégla s - l (l - path tégla a kocsi). Így megkapjuk
,és a teljes munka .Poetomu súrlódási erők a kinetikus energia csökken a rendszer (hővé alakul)
Ez a megállapítás általános jelentőségű. Valóban, a munka a két erő (nem csak a súrlódási erő) részt kölcsönhatás a szervek nem függ a választott referencia keret (bizonyítani magad). Akkor mindig megy a referenciakeret tekintetében melyik a testek nyugalomban. Az ő munkája a súrlódási erők a mozgó test mindig negatív, mivel a súrlódási erő ellen irányul relatív sebesség. De ez negatív más referenciakeret. Ezért mindig, akárhány szervek a rendszerben, ATR <0. Эта работа и уменьшает механическую энергию системы.
Az erő a statikus súrlódás
sem mechanikus, sem a belső (hő) energia testek nem változik az intézkedés közötti kapcsolatot szervek statikus súrlódási erőt. Ez azt jelenti, hogy a munka az erő és statikus súrlódás nullával egyenlő? Csakúgy, mint az első esetben, ez az állítás igaz csak az a teljes munkaerő statikus súrlódás összes kölcsönható testek.
Tehetetlenségi nyomaték - skalár fizikai mennyiség mérésére tehetetlenség a forgómozgást a tengely körül, mint ahogy a testsúly egy intézkedés a tehetetlenség a mozgást. Jellemzi a tömeg eloszlása a szervezetben: a tehetetlenségi nyomaték összegével egyenlő a termékek az elemi tömeg a tér a távolságok alapkészlet (pont, vonal vagy sík).
SI mértékegysége: kg · m².
Rendeltetése: I. vagy J.
Számos tehetetlenségi nyomatéka - attól függően, hogy a fajták, amelyek a távolság mért pontokat. Axial tehetetlenségi nyomatéka egyes szervek.
A tehetetlenségi nyomaték a mechanikai rendszert képest rögzített tengely ( „axiális tehetetlenségi nyomaték”) az a mennyiség, Ja. összegével egyenlő a termékek a tömegek minden n pont anyagot rendszert négyzetének a távolságok a tengely:
§ ri - távolság a pont az i-edik tengelyen.
A tengelyirányú tehetetlenségi nyomatéka Ja, a test olyan intézkedés tehetetlenség a forgómozgást a tengely körül, ahogy a testsúly egy intézkedés a tehetetlenség a mozgást.
§ - a tömeg a kis térfogatú a test elem,
§ - a távolság az elem a tengely a.
Ha a test homogén, azaz a sűrűség mindenütt ugyanaz, akkor
A tehetetlenségi nyomatéka a merev test képest bármilyen tengely nem csak attól függ tömeg, a test alakja és mérete, hanem a helyzetben a test képest erre a tengelyre. Soglasnoteoreme Steiner (Huygens-Steiner-tétel), a tehetetlenségi nyomaték J képest egy tetszőleges tengelye az összege a tehetetlenségi nyomatéka Jc a test egy olyan tengely körül közepén áthaladó a test tömege a tengellyel párhuzamosan tartják, és a terméket az m tömegű test távolság négyzetének d tengelyek közötti:
Ha - a tehetetlenségi nyomaték egy tengely középpontján áthaladó tömeg, a tehetetlenségi nyomaték egy párhuzamos tengely körül bizonyos távolságban attól egyenlő
ahol - a teljes testtömegre vonatkoztatva.
Például, a tehetetlenségi nyomatéka a rúd képest egy olyan tengely, amely átmegy annak végén, a következő: