Ish nima ekanligini bilasizmi? Hech qanday shubhasiz. Ish nima ekanligini har bir inson biladi, agar u Yer sayyorasida tug'ilgan bo'lsa va yashasa. Mexanik ish nima?
Ushbu kontseptsiya sayyoramizdagi ko'pchilik odamlarga ham ma'lum, garchi ba'zi odamlar bu jarayon haqida juda noaniq tasavvurga ega bo'lsalar ham. Ammo endi gap ular haqida emas. Hatto kamroq odamlar nima ekanligini bilishadi fizika nuqtai nazaridan mexanik ish. Fizikada mexanik ish insonning tirikchilik uchun qilgan ishi emas, u jismoniy miqdor, bu inson yoki boshqa tirik mavjudot bilan mutlaqo bog'liq bo'lmasligi mumkin. Qanaqasiga? Endi buni aniqlaylik.
Fizikada mexanik ish
Keling, ikkita misol keltiraylik. Birinchi misolda, tubsizlik bilan to'qnashgan daryo suvlari sharshara shaklida shovqin bilan pastga tushadi. Ikkinchi misol - qo'llarini cho'zgan holda og'ir narsalarni ushlab turgan odam, masalan, ayvon ustidagi yorilgan tomni ushlab turadi. qishloq uyi xotini va bolalari uni qo'llab-quvvatlash uchun nimadir qidirayotganda yiqilib tushdi. Mexanik ish qachon amalga oshiriladi?
Mexanik ishning ta'rifi
Deyarli har bir kishi ikkilanmasdan javob beradi: ikkinchisida. Va ular xato qiladilar. Vaziyat aksincha. Fizikada mexanik ish tasvirlangan quyidagi ta'riflar: mexanik ish jismga kuch ta'sir qilganda va u harakat qilganda bajariladi. mexanik ish qo'llaniladigan kuch va bosib o'tgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Mexanik ish formulasi
Mexanik ish quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
bu erda A ish,
F - kuch,
s - bosib o'tgan masofa.
Shunday qilib, charchagan tom egasining barcha qahramonliklariga qaramay, uning bajargan ishi nolga teng, lekin baland qoyadan tortishish ta'siri ostida tushgan suv eng mexanik ishlarni bajaradi. Ya'ni, agar biz og'ir kabinetni muvaffaqiyatsiz itarib yuborsak, unda biz juda ko'p kuch qo'llashimizga qaramay, fizika nuqtai nazaridan qilgan ishimiz nolga teng bo'ladi. Ammo agar biz shkafni ma'lum masofaga siljitsak, u holda biz tanani harakatlantirgan masofaga qo'llaniladigan kuchning mahsulotiga teng ishni bajaramiz.
Ish birligi 1 J. Bu jismni 1 m masofaga siljitish uchun 1 nyuton kuchning bajargan ishidir.Agar qo'llaniladigan kuchning yo'nalishi tananing harakat yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda bu kuch ishlaydi. ijobiy ish. Masalan, biz tanani itarib yuborsak va u harakat qiladi. Va agar kuch tananing harakatiga qarama-qarshi yo'nalishda qo'llanilsa, masalan, ishqalanish kuchi, u holda bu kuch salbiy ish qiladi. Agar qo'llaniladigan kuch tananing harakatiga hech qanday ta'sir qilmasa, u holda bu ish natijasida hosil bo'lgan kuch nolga teng bo'ladi.
Mexanik ish - skalyar shaklga ega bo'lgan jismoniy jismlar harakatining energiya xarakteristikasi. U jismga ta'sir etuvchi kuch moduliga, shu kuch ta'siridan kelib chiqadigan siljish moduliga va ular orasidagi burchak kosinusiga ko'paytirilganga teng.
Formula 1 - Mexanik ish.
F - tanaga ta'sir qiluvchi kuch.
s - tana harakati.
cosa - kuch va siljish orasidagi burchakning kosinusu.
Bu formulaga ega umumiy shakl. Agar qo'llaniladigan kuch va siljish orasidagi burchak nol, u holda kosinus 1 ga teng. Shunga ko'ra, ish faqat kuch va siljishning mahsulotiga teng bo'ladi. Oddiy qilib aytganda, agar tana kuchni qo'llash yo'nalishi bo'yicha harakat qilsa, u holda mexanik ish kuch va siljishning mahsulotiga teng bo'ladi.
Ikkinchi maxsus holat - tanaga ta'sir qiluvchi kuch va uning siljishi o'rtasidagi burchak 90 gradus bo'lsa. Bunday holda, 90 graduslik kosinus nolga teng, mos ravishda ish nolga teng bo'ladi. Va haqiqatan ham, biz bir yo'nalishda kuch qo'llaymiz va tana unga perpendikulyar harakat qiladi. Ya'ni, tana bizning kuchimiz ta'sirida harakat qilmasligi aniq. Shunday qilib, tanani harakatlantirish uchun bizning kuchimiz ishi nolga teng.
1-rasm - Jismni harakatlantirganda kuchlarning ishi.
Agar tanaga bir nechta kuch ta'sir etsa, u holda tanaga ta'sir qiluvchi umumiy kuch hisoblanadi. Va keyin u yagona kuch sifatida formulaga almashtiriladi. Kuch ta'sirida jism nafaqat to'g'ri chiziqda, balki ixtiyoriy traektoriya bo'ylab ham harakatlanishi mumkin. Bunday holda, ish harakatning kichik qismi uchun hisoblab chiqiladi, uni to'g'ri deb hisoblash mumkin va keyin butun yo'l bo'ylab umumlashtiriladi.
Ish ham ijobiy, ham salbiy bo'lishi mumkin. Ya'ni, agar siljish va kuch yo'nalishi bo'yicha mos kelsa, u holda ish ijobiydir. Va agar kuch bir yo'nalishda qo'llanilsa va tana boshqa yo'nalishda harakat qilsa, u holda ish salbiy bo'ladi. Salbiy ishning misoli ishqalanish kuchining ishi. Ishqalanish kuchi harakatga qarshi qaratilganligi sababli. Samolyot bo'ylab harakatlanayotgan jismni tasavvur qiling. Jismga qo'llaniladigan kuch uni ma'lum bir yo'nalishda itaradi. Bu kuch tanani harakatlantirish uchun ijobiy ish qiladi. Lekin ayni paytda ishqalanish kuchi salbiy ish qiladi. U tananing harakatini sekinlashtiradi va uning harakati tomon yo'naltiriladi.
2-rasm - Harakat va ishqalanish kuchi.
Mexanikadagi ish Joul bilan o'lchanadi. Bir Joul - bu jism bir metr harakat qilganda bir Nyuton kuchi tomonidan bajariladigan ish. Tananing harakat yo'nalishidan tashqari, qo'llaniladigan kuchning kattaligi ham o'zgarishi mumkin. Masalan, prujina siqilganda unga qo'llaniladigan kuch bosib o'tgan masofaga mutanosib ravishda ortadi. Bunday holda, ish formula bo'yicha hisoblanadi.
Formula 2 - Prujinani siqish ishi.
k - buloqning qattiqligi.
x - harakatlanuvchi koordinata.
Ish nimaligini bilasizmi? Hech qanday shubhasiz. Ish nima ekanligini har bir inson biladi, agar u Yer sayyorasida tug'ilgan bo'lsa va yashasa. Mexanik ish nima?
Ushbu kontseptsiya sayyoramizdagi ko'pchilik odamlarga ham ma'lum, garchi ba'zi odamlar bu jarayon haqida juda noaniq tasavvurga ega bo'lsalar ham. Ammo endi gap ular haqida emas. Hatto kamroq odamlar nima ekanligini bilishadi fizika nuqtai nazaridan mexanik ish. Fizikada mexanik ish oziq-ovqat uchun odamning ishi emas, u na odamga, na boshqa tirik mavjudotga mutlaqo bog'liq bo'lmagan jismoniy miqdordir. Qanaqasiga? Endi buni aniqlaylik.
Fizikada mexanik ish
Keling, ikkita misol keltiraylik. Birinchi misolda, tubsizlik bilan to'qnashgan daryo suvlari sharshara shaklida shovqin bilan pastga tushadi. Ikkinchi misol, og'ir narsani qo'llarini cho'zgan holda ushlab turgan odam, masalan, qishloq uyining ayvonidagi singan tomni yiqilib tushishdan saqlaydi, xotini va bolalari esa uni ushlab turish uchun nimadir izlaydilar. Mexanik ish qachon amalga oshiriladi?
Mexanik ishning ta'rifi
Deyarli har bir kishi ikkilanmasdan javob beradi: ikkinchisida. Va ular xato qiladilar. Vaziyat aksincha. Fizikada mexanik ish tasvirlangan quyidagi ta'riflar: mexanik ish jismga kuch ta'sir qilganda va u harakat qilganda bajariladi. Mexanik ish qo'llaniladigan kuchga va bosib o'tgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Mexanik ish formulasi
Mexanik ish quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
A=Fs,
bu erda A ish,
F - kuch,
s - bosib o'tgan masofa.
Shunday qilib, charchagan tom egasining barcha qahramonliklariga qaramay, uning bajargan ishi nolga teng, lekin baland qoyadan tortishish ta'siri ostida tushgan suv eng mexanik ishlarni bajaradi. Ya'ni, agar biz og'ir kabinetni muvaffaqiyatsiz itarib yuborsak, unda biz juda ko'p kuch qo'llashimizga qaramay, fizika nuqtai nazaridan qilgan ishimiz nolga teng bo'ladi. Ammo agar biz shkafni ma'lum masofaga siljitsak, u holda biz tanani harakatlantirgan masofaga qo'llaniladigan kuchning mahsulotiga teng ishni bajaramiz.
Ish birligi 1 J. Bu jismni 1 m masofaga siljitish uchun 1 nyuton kuchning bajargan ishidir.Agar qo'llaniladigan kuchning yo'nalishi tananing harakat yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda bu kuch ishlaydi. ijobiy ish. Masalan, biz tanani itarib yuborsak, u harakat qiladi. Va agar kuch tananing harakatiga qarama-qarshi yo'nalishda qo'llanilsa, masalan, ishqalanish kuchi, u holda bu kuch salbiy ish qiladi. Agar qo'llaniladigan kuch tananing harakatiga hech qanday ta'sir qilmasa, u holda bu ish natijasida hosil bo'lgan kuch nolga teng bo'ladi.
Kuch ta'sir qiladigan jism ma'lum traektoriya, yo'l bo'ylab harakatlansin. Bunday holda, kuch tananing tezligini o'zgartiradi, unga tezlanish beradi yoki harakatga qarshi bo'lgan boshqa kuchning (yoki kuchlarning) ta'sirini qoplaydi. s yo'lidagi harakat ish deb ataladigan miqdor bilan tavsiflanadi.
Mexanik ish - kuchning harakat yo'nalishi bo'yicha Fs proyeksiyasining ko'paytmasiga teng skalyar kattalik va kuch qo'llash nuqtasi bosib o'tgan yo'l s (22-rasm):
A = Fs*s.(56)
Fs kuchning harakat yo'nalishi bo'yicha (ya'ni, tezlik yo'nalishi bo'yicha) proyeksiyasining qiymati doimo o'zgarmagan holda qolsa (56) ifoda haqiqiy hisoblanadi. Xususan, bu jism to'g'ri chiziq bo'ylab harakat qilganda va doimiy kattalikdagi kuch harakat yo'nalishi bilan doimiy a burchak hosil qilganda sodir bo'ladi. Fs = F * cos(a) bo'lgani uchun (47) ifoda quyidagi ko'rinishda berilishi mumkin:
A = F*s*cos(a).
Agar siljish vektori bo'lsa, u holda ish quyidagicha hisoblanadi skalyar mahsulot ikkita vektor va:
. (57)
Ish algebraik miqdordir. Harakatning kuchi va yoʻnalishi oʻtkir burchak hosil qilsa (cos(a) > 0), ish ijobiy boʻladi. Agar a burchak toʻgʻri boʻlmasa (cos(a))< 0), работа отрицательна. При α = π/2 работа равна нулю. Последнее обстоятельство особенно отчетливо показывает, что понятие работы в механике существенно отличается от обыденного представления о работе. В обыденном понимании всякое усилие, в частности и мускульное напряжение, всегда сопровождается совершением работы. Например, для того чтобы держать тяжелый груз, стоя неподвижно, а тем более для того, чтобы перенести этот груз по горизонтальному пути, носильщик затрачивает много усилий, т. е. «совершает работу». Однако это – «физиологическая» работа. Механическая работа в этих случаях равна нулю.
Kuch ta'sirida harakatlanayotganda ishlang
Agar kuchning harakat yo'nalishi bo'yicha proyeksiyasining kattaligi harakat paytida doimiy qolmasa, u holda ish integral sifatida ifodalanadi:
. (58)
Matematikada bunday turdagi integral S traektoriyasi bo'ylab egri chiziqli integral deb ataladi. Bu erda argument vektor o'zgaruvchisi bo'lib, u ham mutlaq qiymat, ham yo'nalish bo'yicha o'zgarishi mumkin. Integral belgisi ostida kuch vektori va elementar siljish vektorining skalyar mahsuloti joylashgan.
Ish birligi - birga teng bo'lgan va harakat yo'nalishi bo'yicha, birga teng yo'lda harakat qiluvchi kuch tomonidan bajarilgan ish. SIda ish birligi joule (J), qaysi mehnatga teng 1 metrlik yo'lda 1 nyuton kuch bilan bajariladi:
1J = 1N * 1m.
GHSda ish birligi erg, ishlashga teng 1 santimetrlik yo'l bo'ylab 1 din kuchi bilan amalga oshiriladi. 1J = 10 7 erg.
Ba'zan tizimli bo'lmagan kilogrammmetr birligi (kg * m) ishlatiladi. Bu 1 kg kuchning 1 metrli yo'lda bajargan ishidir. 1kg*m = 9,81 J.
