இயற்பியலில் வேலை எப்படி இருக்கும்? இயற்பியலை நினைவில் கொள்வோம்: வேலை, ஆற்றல் மற்றும் சக்தி

இயற்பியலில், "வேலை" என்ற சொல் ஒரு சக்தியின் செயல் மற்றும் இந்த செயலின் விளைவாக உடலின் இயக்கத்துடன் தொடர்புடையது. உதாரணமாக, ஒரு ஏற்றி ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்திற்கு ஒரு சுமையை தூக்குகிறது. ஏற்றி தசை முயற்சிகளின் உதவியுடன் சுமை மீது செயல்படுகிறது, மற்றும் சுமை நகரும். ஈர்ப்பு விசையின் கீழ் பந்து தரையில் விழுகிறது. ஈர்ப்பு விசை பந்தின் மீது செயல்படுகிறது மற்றும் பந்து நகர்கிறது. இந்த எல்லா நிகழ்வுகளிலும், இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது.

இயந்திர வேலை தான் உடல் அளவு, உடலில் பயன்படுத்தப்படும் சக்தி மற்றும் உடல் பயணிக்கும் பாதைக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். வேலையின் மிகவும் கடுமையான வரையறை:

ஒரு சக்தியின் வேலை என்பது சக்தியின் மாடுலஸின் தயாரிப்பு மற்றும் சக்தியின் திசையில் உடலின் இடப்பெயர்ச்சியின் அளவு ஆகியவற்றிற்கு சமமான உடல் அளவு ஆகும்.

சக்தி நியூட்டனில் அளவிடப்படுகிறது, தூரம் மீட்டர்களில் அளவிடப்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள். எனவே, வேலையின் அலகு நியூட்டன் மடங்கு மீட்டர் ஆகும். இருப்பினும், வேலை என்பது இயற்பியலில் ஒரு முக்கியமான அளவு, அது அதன் சொந்த அளவீட்டு அலகு உள்ளது. இது ஆங்கில இயற்பியலாளர் ஜேம்ஸ் ஜூலின் பெயரிடப்பட்டது மற்றும் ஜூல் (ஜே) என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எனவே, 1 நியூட்டனின் சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு உடல் 1 மீட்டர் நகர்ந்தால், இந்த சக்தியால் 1 ஜூல் வேலை செய்யப்படுகிறது.

வேலையைச் செய்ய தேவையான நிபந்தனைகள்

வேலையைச் செய்ய, உடலில் ஒரு சக்தி செயல்படுவது மட்டுமல்லாமல், உடலை நகர்த்தவும் அவசியம் (படம் 1).

அரிசி. 1. சக்தி செயல்படும் உடல் நகரும் போது மட்டுமே வேலை செய்யப்படுகிறது

உடலில் செயல்படும் சக்தி வேலை செய்யாமல் போகலாம். உதாரணமாக, நீங்கள் ஒரு கனமான அமைச்சரவையை நகர்த்த முயற்சிக்கிறீர்கள் என்றால், அமைச்சரவையின் இயக்கம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், நீங்கள் அமைச்சரவையில் செயல்படும் சக்தி எந்த வேலையும் செய்யாது (படம் 2).

அரிசி. 2. சக்தி செயல்படுகிறது, ஆனால் உடல் அசைவதில்லை. இந்த வழக்கில் வேலை பூஜ்ஜியமாகும்

ஒரு விண்வெளி வீரர் என்றால், எடுத்துக்காட்டாக, விண்வெளிஒரு பொருளை தன்னிடமிருந்து தள்ளி, பொருள் அவனிடமிருந்து விலகிச் செல்கிறது, பின்னர் பொருள் நகர்ந்தாலும், விண்வெளி வீரர் அந்த பொருளின் மீது செயல்படும் சக்தி பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், தள்ளப்பட்ட பிறகு எந்த வேலையும் செய்யாது. பொருள் மந்தநிலையால் நகரும் (படம் 3).

அரிசி. 3. தள்ளலுக்குப் பிறகு உடல் நகர்கிறது, ஆனால் விண்வெளி வீரர் உடலில் சக்தியுடன் செயல்படாததால், எந்த வேலையும் செய்யப்படவில்லை.

இவ்வாறு, வேலை செய்ய, உடலில் ஒரு சக்தி செயல்பட வேண்டும் மற்றும் உடல் நகர வேண்டும்.

தூக்கும் போது என்ன வேலை செய்யப்படுகிறது கிரானைட் அடுக்குதொகுதி 2 மீ 3 முதல் 12 மீ உயரம்?

முதலில், பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதுவோம். புவியீர்ப்பு விசைக்கு எதிராக வேலை செய்யப்படுவதால், உடலின் வெகுஜனத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மற்றும் ஸ்லாப்பின் அளவு நிபந்தனைக்கு உட்பட்டது, பின்னர் தீர்க்க கிரானைட்டின் அடர்த்தியை நாம் அறிந்து கொள்ள வேண்டும் (படம் 4 )

அரிசி. 4. சுருக்கமான நிலைபணிகள்

வேலையைக் கண்டுபிடிக்க, உடலைத் தூக்குவதற்கு உடலில் பயன்படுத்தப்படும் சக்தியை உடல் பயணிக்கும் தூரத்தால் பெருக்க வேண்டியது அவசியம். உடல் பயணித்த பாதை அது உயர்த்தப்பட்ட உயரம்.

ஒரு உடலை ஒரே சீராகத் தூக்கும்போது, ​​அதில் செலுத்தப்படும் விசை ஈர்ப்பு விசைக்குச் சமம்.

ஒரு உடலின் வெகுஜனத்தைக் கண்டறிய, அதன் அளவை கிரானைட்டின் அடர்த்தியால் பெருக்கவும்.

இரண்டு மாற்றீடுகளுக்குப் பிறகு, வேலையைக் கணக்கிடுவதற்கான வேலை சூத்திரத்தைப் பெறுகிறோம்.

முடிவின் பரிமாணத்தை பகுப்பாய்வு செய்வோம்.

இப்போது நீங்கள் எண் தரவுகளை இறுதி சூத்திரத்தில் மாற்றலாம்.

இறுதி விடையை கிலோஜூல்களில் வெளிப்படுத்துவது வசதியானது.

பதில்: ஸ்லாப்பை உயர்த்துவதற்கான வேலை 624 kJ ஆகும்.

அரிசி. 5. முழுமையான தீர்வுபணிகள்

ஒரு உடல் அளவாக வேலையின் வரையறையில் வார்த்தைகள் உள்ளன என்பதில் கவனம் செலுத்துவோம். சக்தியின் மாடுலஸின் தயாரிப்பு மற்றும் உடலின் இடப்பெயர்ச்சியின் அளவு படையின் திசையில்." ஆனால் உடலின் இயக்கத்தின் திசைக்கு எதிர் திசையில் இயக்கப்பட்ட ஒரு உடலில் ஒரு சக்தி செயல்பட முடியும். உதாரணமாக, உராய்வு விசை. இந்த வழக்கில், சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை எதிர்மறையாக இருக்கும். கூடுதலாக, சக்தி உடலின் இயக்கத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கலாம். உதாரணமாக, பந்து உருளும் போது கிடைமட்ட மேற்பரப்பு, பின்னர் ஈர்ப்பு விசை பந்தின் இயக்கத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கும். இந்த வழக்கில், பந்து விசையின் திசையில் நகராது மற்றும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும் (படம் 6).

அரிசி. 6. வேலை நேர்மறை, எதிர்மறை மற்றும் பூஜ்ஜியமாக இருக்கலாம்

எனவே, இயந்திர வேலை என்பது சக்தியின் செயல்பாட்டைக் குறிக்கும் ஒரு உடல் அளவு. இது ஜூல்களில் அளவிடப்படுகிறது. ஒரு சக்தியின் செயல்பாட்டின் கீழ் இயந்திர வேலை செய்ய, உடல் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரம் பயணிக்க வேண்டும் என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

குறிப்புகள்

1. பெரிஷ்கின் ஏ.வி. இயற்பியல். 7 ஆம் வகுப்பு - 14வது பதிப்பு., ஸ்டீரியோடைப். - எம்.: பஸ்டர்ட், 2010.

2. பெரிஷ்கின் ஏ.வி. இயற்பியலில் உள்ள சிக்கல்களின் தொகுப்பு, கிரேடுகள் 7-9: 5வது பதிப்பு., ஸ்டீரியோடைப். - எம்: பப்ளிஷிங் ஹவுஸ் "தேர்வு", 2010.

3. லுகாஷிக் வி.ஐ., இவனோவா ஈ.வி. 7-9 வகுப்புகளுக்கான இயற்பியல் சிக்கல்களின் தொகுப்பு கல்வி நிறுவனங்கள். - 17வது பதிப்பு. - எம்.: கல்வி, 2004.

1. இணையதளம் "டிஜிட்டல் கல்வி வளங்களின் ஒருங்கிணைந்த சேகரிப்பு" ()

2. இணையதளம் "டிஜிட்டல் கல்வி வளங்களின் ஒருங்கிணைந்த சேகரிப்பு" ()

வீட்டுப்பாடம்

1. லுகாஷிக் வி.ஐ., இவனோவா ஈ.வி. 7-9 வகுப்புகளுக்கான இயற்பியல் சிக்கல்களின் தொகுப்பு. எண் 666-669, 678, 686.

முந்தைய பாடங்களில் "உடல் உந்தம்" மற்றும் "ஆற்றல்" எனப்படும் உடல் அளவுகள் பற்றி அறிந்தோம். நமக்குத் தெரிந்தபடி, உடலின் வேகத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் விசைத் தூண்டுதல் எனப்படும் மற்றொரு உடல் அளவோடு தொடர்புடையது. இந்த பாடத்தில், இதன் தலைப்பு “இயந்திர வேலை. சக்தி”, இதேபோல் உடலின் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் மற்றொரு உடல் அளவோடு தொடர்புடையது என்பதைக் காண்பிப்போம் - சக்தியின் வேலை.

7-ம் வகுப்பு இயற்பியல் பாடத்தில், உடல் என்றால் ஏதோ ஒரு சக்தியின் தாக்கம் இருப்பதைக் கற்றுக்கொண்டோம் சக்தியின் திசையில் ஒரு இயக்கத்தை உருவாக்குகிறது (படம் 1 ஐப் பார்க்கவும்), பின்னர் சக்தி வேலை செய்கிறது ஏ, விசை மாடுலஸ் மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி மாடுலஸின் தயாரிப்புக்கு சமம்.

அரிசி. 1. சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் ஒரு உடலை நகர்த்துதல் எஃப்

வேலையின் SI அலகு ஜூல் ஆகும் - அதன் பயன்பாட்டின் புள்ளி 1 மீ நகரும் போது 1 N விசையால் செய்யப்படும் வேலை:

வேலையின் இந்த வரையறை உடலில் ஒரு ஒற்றை சக்தி செயல்படும் போது மட்டுமே வரையறுக்கப்படுகிறது, இது மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி ஒரு திசை திசையன்கள் ஆகும். எனவே பொதுமைப்படுத்துவது அவசியம் இந்த சூத்திரம்சக்தியின் செயல்பாட்டின் திசையுடன் ஒத்துப்போகாத ஒரு திசையில் இயக்கம் நிகழும் சூழ்நிலையிலும், பல சக்திகள் உடலில் செயல்படும்போதும் வேலை செய்யுங்கள்.

அரிசி. 2. உடலில் பல சக்திகள் செயல்படுகின்றன

உடலில் பல சக்திகள் செயல்பட்டால் (படம் 2 ஐப் பார்க்கவும்), இந்த விஷயத்தில் அனைத்து சக்திகளின் விளைவாகும் மதிப்பை வேலைக்கான சூத்திரத்தில் மாற்றுவது அவசியம். இதன் விளைவாக, வேலை தனிப்பட்ட சக்திகளின் அனைத்து வேலைகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமமாக இருக்கும்.

தனிப்பட்ட சக்திகள் பூஜ்ஜியமாக இல்லாவிட்டாலும் விளைவானது பூஜ்ஜியமாக இருக்கலாம். இந்த வழக்கில், வேலை பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்க வேண்டும், எனவே, சூத்திரத்தின்படி, தனிப்பட்ட சக்திகளின் வேலை இருக்க வேண்டும் வெவ்வேறு அறிகுறிகள்(எதிர்மறை அல்லது நேர்மறையாக இருக்கலாம்). எனவே, வேலையைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரத்தை அத்தகைய வடிவத்திற்கு கொண்டு வருவது அவசியம், இந்த அளவின் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மதிப்புகள் இரண்டையும் பெற முடியும். திசையன்களைப் பெருக்கும்போது ஒரு எண்ணைப் (நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை) பெற அனுமதிக்கும் செயல்பாடு திசையன்களின் அளவிடல் தயாரிப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது என்பதை வடிவியல் பாடத்திலிருந்து நாம் அறிவோம்.

இயந்திர வேலைஉடல் மற்றும் உடலின் இடப்பெயர்ச்சியில் செயல்படும் விளைவான சக்திகளின் அளவிடல் தயாரிப்புக்கு சமமான அளவு.

விளைவாக விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசையன்களுக்கு இடையே உள்ள கோணம் கடுமையானதாக இருந்தால், வேலை நேர்மறையாக இருக்கும் (படம் 3 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 3. விளைவாக விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசையன்களுக்கு இடையே கடுமையான கோணம்

விளைவாக விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசையன்களுக்கு இடையே உள்ள கோணம் மழுங்கியதாக இருந்தால், வேலை எதிர்மறையாக இருக்கும் (படம் 4 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 4. விளைவாக விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசையன்களுக்கு இடையில் மழுங்கிய கோணம்

உதாரணமாக: ஒரு நபர் ஒரு கயிற்றின் உதவியுடன் அவருக்குப் பின்னால் ஒரு ஸ்லெட்டை இழுக்கும்போது, ​​கயிறு ஸ்லெட்டின் இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒரு கடுமையான கோணத்தை உருவாக்குகிறது (படம் 5 ஐப் பார்க்கவும்). இதன் விளைவாக, ஒரு நபர் ஸ்லெட்டை இழுக்கும் சக்தியின் வேலை நேர்மறையான அறிகுறியைக் கொண்டுள்ளது.

அரிசி. 5. ஒரு நபர் ஒரு ஸ்லெட்டை இழுக்கும் சக்தியின் வேலை

இதன் விளைவாக வரும் சக்தியின் திசையானது உடலின் இயக்கத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கலாம். இந்த வழக்கில், விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி திசையன்களுக்கு இடையிலான கோணம் சமமாக இருக்கும். இந்த கோணத்தின் கோசைன் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், உடலில் ஏற்படும் இந்த விசையால் செய்யப்படும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும்.

ஸ்லெட் உதாரணத்திற்குத் திரும்புகையில், ஸ்லெட்டில் செயல்படும் ஈர்ப்பு விசை இயக்கத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக உள்ளது மற்றும் வேலை செய்யாது (படம் 6 ஐப் பார்க்கவும்).

அரிசி. 6. புவியீர்ப்பு வேலை செய்யாது

மேலும், ஒரு வட்டத்தில் சீரான இயக்கத்தின் போது, ​​​​உடலை இந்த வழியில் நகர்த்தத் தூண்டும் சக்தி வேலை செய்யாது, ஏனெனில் வட்டத்தின் எந்த புள்ளியிலும் இந்த சக்தி உடலின் வேகத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, உலகளாவிய ஈர்ப்பு விசையின் செல்வாக்கின் கீழ், செயற்கை பூமி செயற்கைக்கோள்கள் ஒரு வட்ட சுற்றுப்பாதையில் நகரும், எந்த வேலையும் செய்யாது.

பெரும்பாலும், பல்வேறு வழிமுறைகளின் செயல்பாட்டைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது இயந்திர வேலையின் பயன்பாட்டு அர்த்தம் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

ஒரு கட்டிடத்தின் கூரையில் சில சுமைகளை தூக்க வேண்டும் என்று வைத்துக்கொள்வோம். முதல் வழக்கில், இதற்காக ஒரு கை வின்ச் பயன்படுத்துகிறோம், இரண்டாவது வழக்கில், ஒரு கிரேன்.

வேலையை முடிக்க செலவழித்த நேரம் முதல் வழக்கை விட இரண்டாவது வழக்கில் குறைவாக உள்ளது. இதன் விளைவாக, அதே அளவு வேலை செய்ய முடியும் வெவ்வேறு நேரங்களில். அதாவது, வேலை எவ்வளவு விரைவாக செய்யப்படுகிறது என்பதை அறிவது முக்கியம். எனவே, வேலை செய்யும் ஒவ்வொரு இயந்திரமும் ஒரு சிறப்பு அளவு எனப்படும் சக்தி.
சக்தி(பி) ஒரு இயந்திரம் அல்லது பொறிமுறையானது, அது செய்யப்பட்ட நேரத்திற்குச் செய்யப்பட்ட வேலையின் விகிதத்திற்கு சமம்.

சக்தியின் SI அலகு வாட் (W):

வேலையைக் கணக்கிடும்போது இந்த மதிப்பு பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் இயந்திர வேலைகளைச் செய்யும் பெரும்பாலான சாதனங்களுக்கு, சக்தி முன்கூட்டியே அறியப்படுகிறது. அதாவது, வேலையைக் கணக்கிட, நீங்கள் வேலை செய்யப்பட்ட சக்தி மற்றும் கால அளவை அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.

பல்வேறு வாகனங்களின் வேகத்தைக் கணக்கிடவும் சக்தி பயன்படுத்தப்படுகிறது. விமானங்கள், கப்பல்கள், கார்கள் போன்றவை பெரும்பாலும் அவற்றின் வேகம், நல்ல துல்லியத்துடன், நிலையான மதிப்பாகக் கருதப்படும் வகையில் நகரும். இயக்கம் ஒரு நிலையான வேகத்தில் ஏற்பட்டால், இயந்திரத்தின் செயல்பாட்டின் காரணமாக வாகனத்தில் செயல்படும் சக்திகள் அளவு மற்றும் இயக்க எதிர்ப்பு சக்திகளுக்கு எதிர் திசையில் சமமாக இருக்கும். வேக மதிப்பு வாகனம்இயந்திர சக்தியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

இடப்பெயர்ச்சியுடன் விசை இணை திசையில் இருக்கும் வழக்கைக் கருத்தில் கொள்வோம் (படம் 7 ஐப் பார்க்கவும்).

இயக்கத்தின் ஆற்றல் பண்புகள் இயந்திர வேலை அல்லது கருத்தாக்கத்தின் அடிப்படையில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன சக்தி வேலை.

வேலை ஏ, ஒரு நிலையான விசை F → மூலம் செய்யப்படுகிறது, இது விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி தொகுதிகளின் உற்பத்திக்கு சமமான இயற்பியல் அளவு கோணத்தின் கொசைனால் பெருக்கப்படுகிறது. α விசை F → மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி s → ஆகிய திசையன்களுக்கு இடையில்(படம் 1.18.1): A = Fs cos α.

வேலை தான் அளவிடல் அளவு. இது நேர்மறையாக இருக்கலாம் ( 0° ≤ α < 90° ), மற்றும் எதிர்மறை ( 90°< α ≤ 180° ) மணிக்கு α = 90°சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும். SI அமைப்பில், வேலை அளவிடப்படுகிறது ஜூல்ஸ் (ஜே).

ஜூல் என்பது ஒரு சக்தியால் செய்யப்படும் வேலைக்குச் சமம் 1 என்இயக்கத்தில் 1 மீபடையின் திசையில்.

வேலை F →: A = F s cos α = F s s

இயக்கத்தின் திசையில் எஃப் → விசையின் ப்ராஜெக்ஷன் எஃப் → s → மாறாமல் இருந்தால், சிறிய இயக்கங்களுக்கு வேலை கணக்கிடப்பட வேண்டும். Δs ஐமற்றும் முடிவுகளை சுருக்கவும்: A = ∑ Δ A i = ∑ F si Δ s i .

இது வரம்பில் உள்ள தொகை ( Δs i → 0) ஒருங்கிணைப்புக்கு செல்கிறது.

வரைபட ரீதியாக, வேலை வரைபடத்தின் கீழ் வளைவு உருவத்தின் பகுதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது Fs(x)(படம் 1.18.2).

வேலையின் கிராஃபிக் வரையறை. ΔA i = F si Δs i

ஹூக்கின் சட்டத்திற்குக் கீழ்ப்படியும் ஒரு நீரூற்றின் மீள் சக்தியானது, மாடுலஸ் ஒருங்கிணைப்பைச் சார்ந்திருக்கும் ஒரு விசையின் உதாரணம். ஒரு நீரூற்றை நீட்டுவதற்கு, வெளிப்புற விசை F → அதற்குப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், அதன் மாடுலஸ் வசந்தத்தின் நீட்சிக்கு விகிதாசாரமாகும் (படம் 1.18.3).

நீட்டப்பட்ட வசந்தம். வெளிப்புற விசையின் திசை F → இயக்கம் s → திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது. F s = k x,கே

- வசந்த விறைப்பு. F → கட்டுப்பாடு = - F →ஒருங்கிணைப்பில் வெளிப்புற சக்தியின் தொகுதியின் சார்பு

x

வரைபடத்தில் ஒரு நேர் கோடாக சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 1.18.4).

அதே சூத்திரம் ஒரு நீரூற்றை அழுத்தும் போது வெளிப்புற சக்தியால் செய்யப்படும் வேலையை வெளிப்படுத்துகிறது. இரண்டு சந்தர்ப்பங்களிலும், மீள் விசை F → கட்டுப்பாட்டின் வேலையானது வெளிப்புற விசை F → மற்றும் எதிரெதிர் குறியீட்டின் வேலைக்கு சமமாக இருக்கும்.

ஒரு உடலில் பல சக்திகள் பயன்படுத்தப்பட்டால், பிறகு பொது வேலைஅனைத்து சக்திகளும் தனிப்பட்ட சக்திகளால் செய்யப்படும் வேலையின் இயற்கணிதத் தொகைக்கு சமம். ஒரு உடலின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் போது, ​​அனைத்து சக்திகளின் பயன்பாட்டின் புள்ளிகளும் ஒரே இயக்கத்தை உருவாக்கும் போது, ​​அனைத்து சக்திகளின் மொத்த வேலையும் வேலைக்கு சமமாக இருக்கும். பயன்பாட்டு சக்திகளின் விளைவாக.

இயந்திர வேலை

ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு ஒரு சக்தி செய்யும் வேலை சக்தி என்று அழைக்கப்படுகிறது. சக்தி என்வேலை விகிதத்திற்கு சமமான உடல் அளவு ஏஒரு காலத்திற்கு டி, இந்த வேலை முடிந்ததும்: N = A t.

IN சர்வதேச அமைப்பு(SI) சக்தி அலகு என்று அழைக்கப்படுகிறது வாட் (W). வாட் சக்திக்கு சமம்வேலை செய்ய கட்டாயப்படுத்துகிறது 1 ஜேநேரத்தில் 1 வி.

« 1 W = 1 J 1 s.

இயற்பியல் - 10ம் வகுப்பு"

ஆற்றல் பாதுகாப்பு விதி என்பது இயற்கையின் அடிப்படை விதியாகும், இது நிகழும் பெரும்பாலான நிகழ்வுகளை விவரிக்க அனுமதிக்கிறது.

வேலை மற்றும் ஆற்றல் போன்ற இயக்கவியலின் கருத்துகளைப் பயன்படுத்தி உடல்களின் இயக்கத்தின் விளக்கமும் சாத்தியமாகும்.

இயற்பியலில் வேலை மற்றும் சக்தி என்ன என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள்.

இந்தக் கருத்துக்கள் அவற்றைப் பற்றிய அன்றாட கருத்துக்களுடன் ஒத்துப்போகிறதா? அனைத்தும் நம்முடையதுதினசரி நடவடிக்கைகள்

தசைகளின் உதவியுடன் நாம் சுற்றியுள்ள உடல்களை இயக்கத்தில் அமைத்து இந்த இயக்கத்தை பராமரிக்கிறோம் அல்லது உடல்களை நகர்த்துவதை நிறுத்துகிறோம். இந்த உடல்கள் கருவிகள் (சுத்தி, பேனா, பார்த்தேன்), விளையாட்டுகளில் - பந்துகள், பக்ஸ், செஸ் துண்டுகள். உற்பத்தியில் மற்றும்விவசாயம்

மக்கள் இயக்கத்தில் கருவிகளை அமைத்தனர்.

இயந்திரங்களின் பயன்பாடு, அவற்றில் இயந்திரங்களைப் பயன்படுத்துவதால் தொழிலாளர் உற்பத்தித்திறன் பல மடங்கு அதிகரிக்கிறது.

எந்தவொரு இயந்திரத்தின் நோக்கமும், சாதாரண உராய்வு மற்றும் "வேலை" எதிர்ப்பின் மூலம் பிரேக்கிங் செய்தாலும், உடல்களை இயக்கி இந்த இயக்கத்தை பராமரிப்பதாகும் (கட்டர் உலோகத்தின் மீது சரியக்கூடாது, ஆனால், அதை வெட்டி, சில்லுகளை அகற்ற வேண்டும்; கலப்பை வேண்டும். நிலத்தை தளர்த்தவும், முதலியன). இந்த வழக்கில், இயந்திரத்தின் பக்கத்திலிருந்து நகரும் உடலில் ஒரு சக்தி செயல்பட வேண்டும்.

மற்றொரு உடலிலிருந்து (மற்ற உடல்கள்) ஒரு சக்தி (அல்லது பல சக்திகள்) ஒரு உடலில் அதன் இயக்கத்தின் திசையில் அல்லது அதற்கு எதிராக செயல்படும் போதெல்லாம் இயற்கையில் வேலை செய்யப்படுகிறது.

வேலையின் வரையறை.

உந்துவிசை வடிவத்தில் நியூட்டனின் இரண்டாவது விதி Δ = ΔtΔt நேரத்தில் ஒரு சக்தி செயல்பட்டால், உடலின் வேகம் அளவு மற்றும் திசையில் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பதை தீர்மானிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது.

அவற்றின் வேகத்தின் மாடுலஸில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும் உடல்களின் மீதான சக்திகளின் செல்வாக்கு சக்திகள் மற்றும் உடல்களின் இயக்கங்கள் இரண்டையும் சார்ந்திருக்கும் மதிப்பால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இயக்கவியலில் இந்த அளவு அழைக்கப்படுகிறது சக்தி வேலை.

உடலின் இயக்கத்தின் திசையில் F r விசையின் கணிப்பு பூஜ்ஜியத்திலிருந்து வேறுபட்டால் மட்டுமே முழுமையான மதிப்பில் வேகத்தில் மாற்றம் சாத்தியமாகும். உடல் மாடுலோவின் வேகத்தை மாற்றும் சக்தியின் செயல்பாட்டைத் தீர்மானிக்கும் இந்தத் திட்டமாகும். அவள் வேலை செய்கிறாள். எனவே, வேலை என்பது இடப்பெயர்ச்சி மாடுலஸ் மூலம் விசை F r இன் ப்ராஜெக்ஷனின் விளைபொருளாகக் கருதப்படலாம் |Δ| (படம் 5.1):

A = F r |Δ|. (5.1)

விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சிக்கு இடையே உள்ள கோணம் α ஆல் குறிக்கப்பட்டால் Fr = Fcosα.

எனவே, வேலை சமம்:

A = |Δ|cosα. (5.2)

வேலை பற்றிய நமது அன்றாட யோசனை இயற்பியலில் வேலையின் வரையறையிலிருந்து வேறுபடுகிறது. நீங்கள் ஒரு கனமான சூட்கேஸை வைத்திருக்கிறீர்கள், நீங்கள் வேலை செய்கிறீர்கள் என்று உங்களுக்குத் தோன்றுகிறது. இருப்பினும், உடல் பார்வையில், உங்கள் பணி பூஜ்ஜியமாகும்.

வேலை நிலையான சக்திவிசை மற்றும் அவற்றுக்கிடையே உள்ள கோணத்தின் கொசைன் ஆகியவற்றின் பயன்பாட்டின் புள்ளியின் சக்தி மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் மாடுலியின் தயாரிப்புக்கு சமம்.

IN பொது வழக்குநகரும் போது திடமானஅதை நகர்த்துகிறது வெவ்வேறு புள்ளிகள்வேறுபட்டவை, ஆனால் சக்தியின் வேலையை தீர்மானிக்கும் போது நாம் கீழ் இருக்கிறோம் Δ அதன் பயன்பாட்டு புள்ளியின் இயக்கத்தை நாங்கள் புரிந்துகொள்கிறோம். ஒரு திடமான உடலின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் போது, ​​அதன் அனைத்து புள்ளிகளின் இயக்கமும் சக்தியின் பயன்பாட்டின் புள்ளியின் இயக்கத்துடன் ஒத்துப்போகிறது.

வேலை, விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி போலல்லாமல், ஒரு திசையன் அல்ல, ஆனால் ஒரு அளவுகோல் அளவு. இது நேர்மறை, எதிர்மறை அல்லது பூஜ்ஜியமாக இருக்கலாம்.

வேலையின் அடையாளம் சக்தி மற்றும் இடப்பெயர்ச்சிக்கு இடையே உள்ள கோணத்தின் கோசைன் அடையாளத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. α என்றால்< 90°, то А >0, கடுமையான கோணங்களின் கொசைன் நேர்மறையாக இருப்பதால். α > 90°க்கு, மழுங்கிய கோணங்களின் கொசைன் எதிர்மறையாக இருப்பதால், வேலை எதிர்மறையாக இருக்கும். α = 90° இல் (இடப்பெயர்வுக்கு செங்குத்தாக விசை) எந்த வேலையும் செய்யப்படவில்லை.

ஒரு உடலில் பல சக்திகள் செயல்பட்டால், இடப்பெயர்ச்சியின் விளைவாக வரும் சக்தியின் கணிப்பு தனிப்பட்ட சக்திகளின் கணிப்புகளின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்:

F r = F 1r + F 2r + ... .

எனவே, விளைந்த சக்தியின் வேலைக்காக நாம் பெறுகிறோம்

A = F 1r |Δ| + F 2r |Δ| + ... = A 1 + A 2 + .... (5.3)

ஒரு உடலில் பல சக்திகள் செயல்பட்டால் முழு நேர வேலை(அனைத்து சக்திகளின் வேலையின் இயற்கணிதத் தொகை) விளைந்த சக்தியின் வேலைக்குச் சமம்.

ஒரு சக்தியால் செய்யப்படும் வேலையை வரைபடமாக குறிப்பிடலாம். ஒரு நேர் கோட்டில் நகரும் போது உடலின் ஆயத்தொலைவுகளில் சக்தியின் முன்கணிப்பு சார்ந்திருப்பதை படத்தில் சித்தரிப்பதன் மூலம் இதை விளக்குவோம்.

உடல் OX அச்சில் (படம் 5.2) நகரட்டும், பின்னர்

Fcosα = F x , |Δ| = Δ x.

நாம் பெறும் சக்தியின் வேலைக்காக

A = F|Δ|cosα = F x Δx.

வெளிப்படையாக, படம் (5.3, a) இல் நிழலாடிய செவ்வகத்தின் பரப்பளவு, ஆய x1 உள்ள ஒரு புள்ளியில் இருந்து ஆய x2 உள்ள ஒரு புள்ளிக்கு ஒரு உடலை நகர்த்தும்போது செய்யப்படும் வேலைக்கு எண்ணியல் ரீதியாக சமமாக இருக்கும்.

இடப்பெயர்ச்சியின் மீது விசையின் முன்கணிப்பு நிலையானதாக இருக்கும் போது சூத்திரம் (5.1) செல்லுபடியாகும். ஒரு வளைவுப் பாதை, நிலையான அல்லது மாறி விசையின் விஷயத்தில், பாதையை சிறிய பகுதிகளாகப் பிரிக்கிறோம், அவை நேர்கோட்டாகக் கருதப்படலாம், மேலும் ஒரு சிறிய இடப்பெயர்ச்சியில் விசையின் கணிப்பு Δ - நிலையான.

பின்னர், ஒவ்வொரு இயக்கத்திலும் வேலை கணக்கிடுதல் Δ பின்னர் இந்த வேலைகளை சுருக்கமாக, நாம் இறுதி இடப்பெயர்ச்சி (படம். 5.3, b) மீது சக்தியின் வேலையை தீர்மானிக்கிறோம்.

வேலை அலகு.

வேலையின் அலகு அடிப்படை சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி நிறுவப்படலாம் (5.2). ஒரு யூனிட் நீளத்திற்கு ஒரு உடலை நகர்த்தும்போது, ​​மாடுலஸ் கொண்ட ஒரு சக்தியால் அது செயல்பட்டால் ஒன்றுக்கு சமம், மற்றும் சக்தியின் திசையானது அதன் பயன்பாட்டின் புள்ளியின் இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது (α = 0), பின்னர் வேலை ஒற்றுமைக்கு சமமாக இருக்கும். சர்வதேச அமைப்பில் (SI), வேலையின் அலகு ஜூல் (J ஆல் குறிக்கப்படுகிறது):

1 ஜே = 1 என் 1 மீ = 1 என் மீ.

ஜூல்- இது விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் திசைகள் ஒன்றிணைந்தால், இடப்பெயர்ச்சி 1 இல் 1 N விசையால் செய்யப்படும் வேலை.

வேலைக்கான பல அலகுகள் பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன: கிலோஜூல் மற்றும் மெகாஜூல்:

1 kJ = 1000 J,
1 MJ = 1000000 J.

வேலை ஒரு பெரிய காலத்தில் அல்லது மிகக் குறுகிய காலத்தில் முடிக்கப்படலாம். இருப்பினும், நடைமுறையில், வேலையை விரைவாகவோ அல்லது மெதுவாகவோ செய்ய முடியுமா என்பது அலட்சியமாக இருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது. வேலை செய்யப்படும் நேரம் எந்த இயந்திரத்தின் செயல்திறனையும் தீர்மானிக்கிறது. மிகவும் பெரிய வேலைஒரு சிறிய மின்சார மோட்டார் இதை செய்ய முடியும், ஆனால் அது நிறைய நேரம் எடுக்கும். எனவே, வேலையுடன், ஒரு அளவு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது, அது உற்பத்தி செய்யப்படும் வேகத்தை வகைப்படுத்துகிறது - சக்தி.

பவர் என்பது இந்த வேலை செய்யப்படும் நேர இடைவெளி Δt க்கு வேலை A இன் விகிதமாகும், அதாவது சக்தி என்பது வேலையின் வேகம்:

வேலை A க்கு பதிலாக சூத்திரத்தில் (5.4) மாற்றினால் அதன் வெளிப்பாடு (5.2), நாம் பெறுகிறோம்

இவ்வாறு, ஒரு உடலின் விசை மற்றும் வேகம் நிலையானதாக இருந்தால், இந்த திசையன்களின் திசைகளுக்கு இடையே உள்ள திசைவேக திசையன் மற்றும் கோணத்தின் கோசைன் அளவு ஆகியவற்றால் சக்தி திசையன் அளவுகளின் உற்பத்திக்கு சமமாக இருக்கும். இந்த அளவுகள் மாறி இருந்தால், சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி (5.4) நாம் தீர்மானிக்க முடியும் சராசரி சக்திவரையறை போன்றது சராசரி வேகம்உடல் இயக்கங்கள்.

எந்தவொரு பொறிமுறையினாலும் (பம்ப், கிரேன், இயந்திர மோட்டார் போன்றவை) நிகழ்த்தப்படும் ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு வேலையை மதிப்பிடுவதற்கு சக்தியின் கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. எனவே, சூத்திரங்களில் (5.4) மற்றும் (5.5), இழுவை விசை எப்போதும் குறிக்கப்படுகிறது.

SI இல், சக்தி வெளிப்படுத்தப்படுகிறது வாட்ஸ் (W).

1 வினாடியில் 1 J க்கு சமமான வேலை செய்தால் சக்தி 1 W க்கு சமம்.

வாட் உடன், பெரிய (பல) சக்தி அலகுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

1 kW (கிலோவாட்) = 1000 W,
1 MW (மெகாவாட்) = 1,000,000 W.