Механическая работа (А) | |
Физическая величина, характеризующая результат действия силы и численно равная скалярному произведению вектора силы и вектора перемещения, совершенного под действием этой силы. | |
A=Fscosα | A=Fscosα |
Работа не совершается, если: 1.Сила действует, а тело не перемещается. Например: мы действуем с силой на шкаф, но не можем сдвинуть. | |
2.Тело перемещается, а сила равна нулю или все силы скомпенсированы. Например: при движении по инерции работа не совершается. | |
3. Угол между векторами силы и перемещения (мгновенной скорости) равен 90 Например: центростремительная сила работу не совершает. | |
Если вектора силы и перемещения сонаправлены (α=00, cos0=1), то A=Fs | |
Если вектора силы и перемещения направлены противоположно (α=1800, cos1800 = -1), то A= -Fs (например, работа силы сопротивления, трения). | |
Если угол между векторами силы и перемещения 00 < α < 1800 | |
Если угол между векторами силы и перемещения 00 < α < 1800, то работа положительна. | |
Если на тело действует несколько сил, то полная работа (работа всех сил) равна работе результирующей силы. |
|
Если тело движется не по прямой, то можно разбить все движение на бесконечно малые участки, которые можно считать прямолинейными, и просуммировать работы. | |
Графическое представление работы. |
|
Рассмотрим движение тела под действием постоянной силы вдоль прямой Ох. График зависимости силы от координаты изображен на рисунке. Площадь заштрихованного прямоугольника на рисунке численно равна работе силы Fпри перемещении из точки х1 в точку х2.
| |
Если сила меняется с расстоянием (координатой), то необходимо разбить все движение на такие малые участки, на которых силу можно считать неизменной, сосчитать работы на каждом элементарном участке пути, и сложить все элементарные работы. Таким образом: | |
Единицы работы. |
|
В международной системе единиц (СИ): [А] = Дж = Н • м Механическая работа равна одному джоулю, если под действием силы в 1 Н оно перемещается на 1 м в направлении действия этой силы. | 1Дж = 1Н • 1м |
Мощность | |
Мощность – физическая величина, характеризующая скорость совершения работы и численно равная отношению работы к интервалу времени, за который эта работа совершена. Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени. | |
| |
Единицы мощности В международной системе единиц (СИ): Мощность равна одному ватту, если за 1 с совершается работа 1 Дж. | 1 л.с. (лошадиная сила) ≈ 735 Вт |
www.eduspb.com
Полезная работа формула физика
Совет 1: Как найти коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия показывает отношение полезной работы, которая выполняется механизмом или устройством, к затраченной. Часто за затраченную работу принимают количество энергии, которое потребляет устройство для того, чтобы выполнить работу.
Вам понадобится
- – автомобиль;
- – термометр;
- – калькулятор.
Инструкция
- При расчете КПД теплового двигателя, полезной работой считайте механическую работу, выполненную механизмом. За затраченную работу берите количество теплоты, выделяемое сгоревшим топливом, которое является источником энергии для двигателя.
- Пример. Средняя сила тяги двигателя автомобиля составляет 882 Н. На 100 км пути он потребляет 7 кг бензина. Определите КПД его двигателя. Сначала найдите полезную работу. Она равна произведению силы F на расстояние S, преодолеваемое телом под ее воздействием Ап=F∙S. Определите количество теплоты, которое выделится при сжигании 7 кг бензина, это и будет затраченная работа Аз=Q=q∙m, где q – удельная теплота сгорания топлива, для бензина она равна 42∙10^6 Дж/кг, а m – масса этого топлива. КПД двигателя будет равен КПД=(F∙S)/(q∙m)∙100%= (882∙100000)/( 42∙10^6∙7)∙100%=30%.
- В общем случае чтобы найти КПД, любой тепловой машины (двигателя внутреннего сгорания, парового двигателя, турбины и т.д.), где работа выполняется газом, имеет коэффициент полезного действия равный разности теплоты отданной нагревателем Q1 и полученной холодильником Q2, найдите разность теплоты нагревателя и холодильника, и поделите на теплоту нагревателя КПД= (Q1-Q2)/Q1. Здесь КПД измеряется в дольных единицах от 0 до 1, чтобы перевести результат в проценты, умножьте его на 100.
- Чтобы получить КПД идеальной тепловой машины (машины Карно), найдите отношение разности температур нагревателя Т1 и холодильника Т2 к температуре нагревателя КПД=(Т1-Т2)/Т1. Это предельно возможный КПД для конкретного типа тепловой машины с заданными температурами нагревателя и холодильника.
- Для электродвигателя найдите затраченную работу как произведение мощности на время ее выполнения. Например, если электродвигатель крана мощностью 3,2 кВт поднимает груз массой 800 кг на высоту 3,6 м за 10 с, то его КПД равен отношению полезной работы Ап=m∙g∙h, где m – масса груза, g≈10 м/с² ускорение свободного падения, h – высота на которую подняли груз, и затраченной работы Аз=Р∙t, где Р – мощность двигателя, t – время его работы. Получите формулу для определения КПД=Ап/Аз∙100%=(m∙g∙h)/(Р∙t) ∙100%=%=(800∙10∙3,6)/(3200∙10) ∙100%=90%.
KakProsto.ru>
Какая формула у полезной работы?
Sandra
Используя тот или иной механизм, мы совершаем работу, всегда превышающую ту, которая необходима для достижения поставленной цели. В соответствии с этим различают полную или затраченную работу Аз и полезную работу Ап . Если, например, наша цель-поднять груз массой m на высоту Н, то полезная работа – это та, которая обусловлена лишь преодолением силы тяжести, действующей на груз. При равномерном подъеме груза, когда прикладываемая нами сила равна силе тяжести груза, эта работа может быть найдена следующим образом:
Ап =FH= mgH
Полезная работа всегда составляет лишь некоторую часть полной работы, которую совершает человек, используя механизм.
Физическая величина, показывающая, какую долю составляет полезная работа от всей затраченной работы, называется коэффициентом полезного действия механизма.
Что такое работа в физике определение формула. нн
Помогите расшифровать формулу по физике
КПД тепловых двигателей.физика (формулы,определения,примеры) напишите! физика (формулы,определения,примеры) напишите!
Похожие статьи
pol-vre.ru
❶ Как найти работу в области физики 🚩 физика как найти работу 🚩 Поиск работы
Автор КакПросто!
В поиск работы в настоящее время включено достаточно большое количество специалистов, которые обладают разным уровнем знаний, опытом работы, умениями и навыками. Найти работу человеку, который имеет образование в области физики сегодня достаточно сложно и проблематично, поскольку это узкая специализация, но при желании найти достойную вакансию возможно.
Статьи по теме:
Инструкция
Определите, в какой именно сфере вы бы хотели и могли работать.
Составьте правильное резюме, в котором укажите данные о своем образовании, опыте работе (если таковой отсутствует, укажите, где вы проходили практику во время обучения), опишите свои деловые качества, умения и навыки в работе.
Разместите свое резюме на специализированных сайтах по поиску работу. Оно должно соответствовать общим требованиям. Четко изложите информацию о своих знаниях, навыках и опыте работы, конкретизируйте определенное направление, в котором вы работали или хотите работать.
Просмотрите сайты с вакансиями в области физики. Определите круг вакансий, которые вас заинтересовали. Внимательно прочитайте все условия и требования, которые предъявляются к кандидатам, определите, насколько вы соответствуете им.
Если вы нашли наиболее подходящую вакансию, отправьте по соответствующему адресу свое резюме или позвоните по указанному номеру телефону непосредственно работодателю и договоритесь о проведении собеседования.Ознакомьтесь с отраслевыми справочниками, узнайте, какие организации работают в интересующей вас области науки. Посетите данные организации с целью определения свободных вакансий.
Обратитесь в научно-исследовательские институты, которые работают в области физики. Подайте свое резюме в отдел кадров.
Посетите официальный сайт Академии Наук, где также размещаются объявления о вакансиях по различным направлениям и разным сферам деятельности, в том числе и в области физики.
Посетите сайты, которые предлагают удаленную работу в области физики. Вы можете выполнять работы разного уровня сложности и направления. Предварительно пройдите соответствующие пробные тесты на определение уровня квалификации.Видео по теме
Полезный совет
Подключите к поиску работы и своих знакомых: быть может, они смогут оказать вам реальную поддержку.Желательно подыскивать работу уже на четвертом или пятом курсе университета. Проявив себя как человека ответственного и компетентного, работодатель предложит вам место после окончании ВУЗа.
Совет полезен?
Распечатать
Как найти работу в области физики
Похожие советы
www.kakprosto.ru
Задача №41. Определение работы двигателя автомобиля
Необходимо: определить работу двигателя, равноускорено движущегося автомобиля. Известно, что на участке пути равном ста метрам, автомобиль развил скорость сто восемь километров в час (тридцать метров в секунду), масса автомобиля две тысячи килограмм, коэффициент трения равен ноль целых пять сотых.
Дано: s=100 м; v=20 м/сек; m=2000 кг; κ=0,05
Найти: A-?
Решение
Запишем формулу для определения работы
,
где F – сила тяги, а s – путь.
Сила тяги состоит из силы , необходимой для равномерного перемещения автомобиля и силы придающей автомобилю ускорение
Формула для определения работы двигателя автомобиля принимает вид
Ускорение a найдем из формулы
Получаем итоговую формулу работы и производим расчет
Дж
Ответ: работа двигателя равноускорено движущегося автомобиля равна 128000 джоуль.
Поделитесь с друзьями:
zadachi-po-fizike.electrichelp.ru
Механическая работа – это… Что такое Механическая работа?
| Механическая работа |
| Работа силы |
| Ключевые статьи |
| См. также: Портал:Физика |
Механическая работа — это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины, направления силы (сил) и от перемещения точки (точек) тела или системы[1].
Определение
В механике можно ввести понятие работы, исходя из довольно простых представлений[2]
Работа силы (сил) над одной точкой
- Работа нескольких сил определяется естественным образом как работа их равнодействующей (их векторной суммы). Поэтому дальше будем говорить об одной силе.
При прямолинейном движении одной материальной точки и постоянном значении приложенной к ней силы работа (этой силы) равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины совершённого перемещения[3]:
Здесь точкой обозначено скалярное произведение[4], — вектор перемещения; подразумевается, что действующая сила постоянна в течение всего того времени, за которое вычисляется работа.
Если сила не постоянна, то в этом случае она вычисляется как интеграл[5]:
(подразумевается суммирование по кривой, которая является пределом ломаной, составленной из последовательных перемещений если вначале считать их конечными, а потом устремить длину каждого к нулю).
Если существует зависимость силы от координат[6], интеграл определяется[7] следующим образом:
- ,
где и — радиус-векторы начального и конечного положения тела соответственно.
- Cледствие: если направление движения тела ортогонально силе, работа (этой силы) равна нулю.
Работа силы (сил) над системой или неточечным телом
Работа сил над системой материальных точек определяется как сумма работ этих сил над каждой точкой (работы, совершённые над каждой точкой системы, суммируются в суммарную работу этих сил над системой).
Даже если изначально тело не является системой дискретных точек, можно разбить его (мысленно) на множество бесконечно малых элементов (кусочков), каждый из которых считать материальной точкой, вычисляя работу в соответствии с определением выше. В этом случае дискретная сумма заменяется на интеграл.
- Эти определения могут быть использованы как для какой-то конкретной силы или класса сил — для вычисления именно их работы отдельно, так и для вычисления полной работы, совершаемой всеми силами, действующими на систему.
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия вводится в механике в прямой связи с понятием работы.
Схема рассуждений такова: 1) попробуем записать работу, совершаемую всеми силами, действующими на материальную точку и, пользуясь вторым законом Ньютона (позволяющим выразить силу через ускорение), попытаться выразить ответ только через кинематические величины, 2) убедившись, что это удалось, и что этот ответ зависит только от начального и конечного состояния движения, введём новую физическую величину, через которую эта работа будет просто выражаться (это и будет кинетическая энергия).
Если — полная работа, совершённая над частицей, определяемая как сумма работ совершенных приложенными к частице силами, то она выражается как:
где называется кинетической энергией. Для материальной точки, кинетическая энергия определяется как работа силы, ускорившей точку от нулевой скорости до величины скорости и выражается как:
Для сложных объектов, состоящих из множества частиц, кинетическая энергия тела равна сумме кинетических энергий частиц.
Потенциальная энергия
Сила называется потенциальной, если существует скалярная функция координат, известная как потенциальная энергия и обозначаемая , такая что
Если все силы, действующие на частицу консервативны, и является полной потенциальной энергией, полученной суммированием потенциальных энергий соответствующих каждой силе, тогда:
| . |
Этот результат известен как сохранение механической энергии и утверждает, что полная механическая энергия в замкнутой системе, в которой действуют консервативные силы
является постоянной относительно времени. Этот закон широко используется при решении задач классической механики.
Работа в термодинамике
В термодинамике работа, совершенная газом при расширении[8], рассчитывается как интеграл давления по объёму:
Работа, совершенная над газом, совпадает с этим выражением по абсолютной величине, но противоположна по знаку.
- Естественное обобщение этой формулы применимо не только к процессам, где давление есть однозначная функция объема, но и к любому процессу (изображаемому любой кривой в плоскости PV), в частности, к циклическим процессам.
- В принципе, формула применима не только к газу, но и к чему угодно, способному оказывать давление (надо только чтобы давление в сосуде было всюду одинаковым, что неявно подразумевается в формуле).
Эта формула прямо связана с механической работой. Действительно, попробуем написать механическую работу при расширении сосуда, учитывая, что сила давления газа будет направлена перпендикулярно каждой элементарной площадке, равна произведению давления
Видно, что это и есть произведение давления на приращение объема вблизи данной элементарной площадкой. А просуммировав по всем dS получим конечный результат, где будет уже полное приращение объема, как и в главной формуле параграфа.
Рассмотрим несколько детальнее, чем это было сделано выше, построение определения энергии как риманова интеграла.
Пусть материальная точка движется по непрерывно дифференцируемой кривой , где s — переменная длина дуги, и на неё действует сила , направленная по касательной к траектории в направлении движения (если сила не направлена по касательной, то будем понимать под проекцию силы на положительную касательную кривой, таким образом сведя и этот случай к рассматриваемому далее). Величина , называется
В соответствии с определением интеграла Римана, можем дать определение работе:
Предел, к которому стремится сумма всех элементарных работ, когда мелкость разбиения стремится к нулю, называется работой силы вдоль кривой .
Таким образом, если обозначить эту работу буквой , то, в силу данного определения,
- ,
следовательно,
- (1).
Если положение точки на траектории её движения описывается с помощью какого-либо другого параметра (например, времени) и если величина пройденного пути , является непрерывно дифференцируемой функцией, то из формулы (1) получим
Единицей измерения работы в СИ является Джоуль, в СГС — эрг
- 1 Дж = 1 кг·м²/с² = 1 Н·м
- 1 эрг = 1 г·см²/с² = 1 дин·см
- 1 эрг = 10−7Дж
Ссылки
- ↑ Концепции современного естествознания
- ↑ Такие представления можно конкретизировать как систему постулатов, приводящую достаточно однозначно к определению, описанному в основной статье:
- работу совершает только компонента силы, совпадающая с направлением перемещения точки, к которой она приложена, или противоположная направлению перемещения точки (в последнем случае работа считается отрицательной),
- работа постоянной силы пропорциональна компоненте такой силы, описанной в пункте 1, и длине вектора перемещения,
- работа по перемещению точки за несколько последовательных промежутков времени суммируется (работа за всё это время равна сумме работ, совершенных за каждый промежуток),
- работа суммы (векторной суммы) сил, приложенных к точке равна сумме работ, совершенных каждой силой в отдельности,
- работа, совершенная над системой (телом) равна сумме работ, совершенных над каждой ее частью (в частности — равна сумме работ, совершенных над каждой точкой системы).
- ↑ Механическая работа. Мощность
- ↑ Можно считать, что механическая работа может служить в области физики одной из главных иллюстраций для скалярного произведения.
- ↑ Это делается исходя из того, что можно разбить суммарное конечное перемещение на маленькие последовательные перемещения , на каждом из которых сила будет почти постоянной, а значит можно будет воспользоваться определением для постоянной силы, введенным выше. Затем работы на всех этих перемещениях суммируется, что и дает в результате интеграл.
- ↑ Как это очень часто бывает. Например, в случае кулоновского поля, растягивающейся пружины, силы тяготения планеты итд итд.
- ↑ По сути через предыдущий, поскольку здесь ; вектор же малого перемещения совпадает с .
- ↑ Работа, совершаемая газом при его сжатии, очевидно отрицательна, но вычисляется по той же формуле. Работа, совершаемая газом (или над газом) без его расширения или сжатия (например, в процессе перемешивания мешалкой), в принципе может быть выражена подобной формулой, но всё же не прямо этой, так как она требует обобщения: дело в том, что в формуле давление подразумевается одинаковым по всему объему (что часто выполняется в термодинамике, поскольку речь там часто идет о процессах, близких к равновесным), что и приводит к наиболее простой формуле (в случае же вращающейся мешалки, например, давление будет разным на передней и задней стороне лопасти, что приведет к необходимому усложнению формулы, если мы захотим применить ее к такому случаю; эти соображения относятся и ко всем другим неравновесным случаям, когда давление неодинаково в разных частях системы).
Литература
- Кудрявцев Л. Д. Курс математического анализа. — 5-е, переработанное и дополненное. — М.: Дрофа, 2003. — Т. 1. — С. 640—641. — 703 с.
См. также
dic.academic.ru
Формула работы идеального газа, А
Работа в термодинамике
Работа в термодинамике вычисляется как:
где – начальный объем системы; – конечный объем. Работа считается большей нуля, если работу выполняет система (газ) над внешними силами.
Работу можно вычислить исходя из первого начала термодинамики:
где – количество теплоты, которое система получает; – изменение внутренней энергии системы. Если в качестве термодинамической системы выступает идеальный газ, то выражение (2) можно записать как:
где i – число степеней свободы молекулы идеального газа; – количество вещества; m – масса газа; – молярная масса газа; R – универсальная газовая постоянная; – изменение температуры газа в рассматриваемом процессе. Выражения (1),(2) и (3) записаны в интегральном виде.
Элементарная работа идеального газа () равна:
Или из первого начала термодинамики в дифференциальном виде следует, что:
Работа идеального газа в частных случаях
При изохорном процессе () работа газа равна нулю.
В изобарном процессе () работу вычисляют как:
где – конечный и начальный объемы газа; p – давление газа.
При изотермическом процессе () работу газа можно найти как:
При адиабатном процессе работу газ совершает за счет уменьшения своей внутренней энергии, и она равна:
или
где – показатель адиабаты.
Примеры решения задач по теме «Работа идеального газа»
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
ru.solverbook.com
Работа электрического тока | Формулы и расчеты онлайн
Электрическую энергию можно получать из других видов энергии и преобразовывать в другие виды энергии. Для нее справедлив закон сохранения энергии. В проводнике носители заряда движутся под действием электрического поля, а при переносе заряда совершается работа.
Если:
W — работа электрического тока (Дж = Вт·с),
U — напряжение (В),
I — сила тока (A),
R — сопротивление цепи (Ом),
t — время протекания тока (c),
Q — переносимый током заряд,
То, работа электрического тока:
\[ W = UQ \]
,а
\[ Q = It \]
то получаем
Работа электрического тока через напряжение и ток
\[ W = UIt \]
или используя закон ома:
Работа электрического тока через напряжение и сопротивление
\[ W = \frac{U^2 t}{R} \]
Работа электрического тока через ток и сопротивление
\[ W = I^2 Rt \]
Электрическую энергию можно получать из других видов энергии и преобразовывать в другие виды энергии. Для нее справедлив закон сохранения энергии. В проводнике носители заряда движутся под действием электрического поля, а при переносе заряда совершается работа.
Если:
W — работа электрического тока (Дж = Вт·с),
U — напряжение (В),
I — сила тока (A),
R — сопротивление цепи (Ом),
t — время протекания тока (c),
Q — переносимый током заряд,
То, работа электрического тока:
\[ W = UQ \]
,а
\[ Q = It \]
то получаем
Работа электрического тока через напряжение и ток
\[ W = UIt \]
или используя закон ома:
Работа электрического тока через напряжение и сопротивление
\[ W = \frac{U^2 t}{R} \]
Работа электрического тока через ток и сопротивление
\[ W = I^2 Rt \]
В помощь студенту
Работа электрического тока |
стр. 612 |
|---|
www.fxyz.ru