Kazi katika fizikia ni thamani inayopatikana kwa kuzidisha moduli ya nguvu inayosogeza mwili kwa umbali uliosogezwa. Katika makala hiyo, tutazingatia kwa undani hali wakati mwili unasonga na kubaki bila kusonga. Hebu tujifunze fomula ya kazi na vitengo vyake vya kipimo.
Nguvu zinazofanya kazi kwenye mwili
Hebu fikiria kuwa tuna uzi ambao mwili umesimamishwa. Kutoka upande wa thread, nguvu ya elastic ya thread hufanya juu yake, hebu tuonyeshe F. Mwili hauna mwendo, hebu sema tuliunganisha thread kwenye tripod. Je, ni muhimu kufanya kitu ili kuweka hali hii kwa muda usiojulikana? Hapana. Ingawa kuna nguvu inayofanya kazi kwenye mwili, haisogei.
Fanya kazi katika fizikia - ni nini? Kabla ya kujibu swali hili, fikiria hali hiyo. Tuseme mwili unasonga, lakini hakuna nguvu zinazofanya juu yake. Kwa mfano, ikiwa ni mpira katika anga ya mbali, mbali na nyota zote na galaksi. Kisha nguvu ya mvuto wao itakuwa kidogo. Chora mchoro.
Mwili umesogea umbali fulani s, lakini hakuna nguvu (F=0). Je, ni lazimakuchukua hatua yoyote kuweka mwili kusonga? Hapana. Hali hii inaweza kudumishwa kwa muda usiojulikana. Huu ni mwendo unaofanana wa mstatili bila kuwepo kwa nguvu zinazofanya kazi kwenye mwili.
Lazimisha utengenezaji wa kazi za kiufundi
Na sasa hali ni tofauti kimsingi. Tutainua mpira sawa. Nguvu hufanya juu yake, inatumika kwa mwili kutoka upande wa kamba. Tunaashiria kiasi cha harakati za mpira kwa barua s, na nguvu - F. Je, mpira yenyewe utainuka? Hapana, kitu kinapaswa kuiinua. Kwa mfano, motor umeme lazima kazi mahali fulani. Lakini ili iweze kufanya kazi, maji lazima yaanguke kutoka kwenye bwawa, ambayo inaongoza kwa mzunguko wa turbine ambayo jenereta imeunganishwa. Kupitia mstari wa nguvu, nishati lazima ipelekwe kwa injini, na lazima ifanye kazi na kuinua mzigo. Hiyo ni, harakati haiwezi kutekelezwa yenyewe.
Wataalamu wa fizikia wanasema kuwa katika visa viwili vya kwanza nguvu haifanyi kazi ya kiufundi. Katika kesi ya tatu, kazi imefanywa. Inazalishwa na nini? Nguvu F. Katika fizikia, kazi ni kiasi. Na ikiwa ni hivyo, basi inaweza kubadilika juu na chini. Ni rahisi nadhani kwamba ikiwa nguvu imeongezeka na mwili huhamishwa kwa umbali sawa, basi kazi ya nguvu hii itakuwa kubwa zaidi. Nguvu inawezaje kuongezeka? Kwa mfano, kuchukua mpira ni ngumu mara mbili. Kisha kazi itakuwa mara mbili. Kwa hiyo, kazi inayofanywa na nguvu ni sawia na ukubwa wa nguvu. Hii ndiyo sheria.
Mfumo wa kazi ya ufundi
Hebu fikiria kwamba tunahitaji kuinua mpira sawa sio kwa cm 50, lakini kwa cm 100.fanya kazi ya kuinua kwanza hadi nusu ya kwanza ya umbali, na kisha kwa pili. Kila wakati kazi sawa itafanyika, lakini kazi ya jumla itakuwa mara mbili zaidi. Hii inamaanisha kuwa kazi inalingana moja kwa moja na umbali unaosafirishwa na mwili. Kwa hiyo, wanafizikia walikubali kuashiria thamani ya Fs kwa barua A na kuiita kazi ya nguvu. Neno Fs litalingana moja kwa moja na nguvu na uhamishaji wa mwili.
A=Fs ni fomula ya kufanya kazi katika fizikia. A ni thamani inayotakiwa ya nguvu inayotumika kwa mwili, na s ni njia inayosafirishwa na mwili. Hata hivyo, kuna hali wakati nguvu inatumiwa kwa mwili, lakini haina hoja. Katika kesi yetu ya tatu, mwili huenda kwa mwelekeo sawa na nguvu inatumiwa. Kwa hivyo, itakuwa sahihi zaidi kusema kwamba s ni kuhamishwa kwa mwili kwa mwelekeo wa nguvu. Wacha tutengeneze ufafanuzi: kazi katika fizikia ni thamani sawa na bidhaa ya moduli ya nguvu na kuhamishwa kwa mwili kwa mwelekeo wa nguvu.
Vipimo
Hebu tuangalie fomula ya kubainisha A=Fs. [A]=Nm=J. N ni newtons, J ni joules. Jinsi ya kuelewa 1 joule ni nini? Hebu tuchore mchoro unaoonyesha nguvu inayofanya kazi ya joule moja.
Kielelezo kinaonyesha nafasi ya awali na ya mwisho ya mwili. Tulihamia kwa umbali wa m 1. Wakati wa kusonga, nguvu ya newton moja ilitumiwa kwa mwili. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Hiyo ni, joule moja ni kazi inayofanywa na nguvu ya newton moja wakati mwili unasonga kwa umbali wa m 1 kwa mwelekeo wa nguvu.
Joule moja ni kiasi kidogo cha kazi. KuinuaUzito wa kilo 1 kwa cm 10, unahitaji kufanya kazi katika joule 1. Ili kuinua hadi urefu wa mita, unahitaji kufanya kazi ya joules 10. Ikiwa tunazungumzia juu ya kazi ya cranes, huinua tani kwa makumi ya mita. Kwa hiyo, vitengo vingine vya kipimo cha kazi pia hutumiwa: kilojoules, megajoules, nk 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Mkono wa saa ya ukuta umewekwa kwa mwendo na motor. Inafanya kazi chini ya joule moja. Inapimwa katika millijoules. 1 mJ=0.001 J. Pia kuna microjoules. 1 μJ=110^-6 J.
