Fizikada energiya qanday topiladi? Bog'lanish energiyasini qanday hisoblash mumkin

Ta'rif

Tananing kinetik energiyasi tananing boshlang'ich tezligidan nolga teng tezlikka sekinlashganda bajaradigan ishi yordamida aniqlanadi.

Tananing kinetik energiyasi- tananing mexanik harakatining o'lchovi. Bu jismlarning nisbiy tezligiga bog'liq.

Kinetik energiyaning quyidagi belgilari topiladi: E k, W k, T.

Tanada bajarilgan ish (A") uning kinetik energiyasining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin:

Moddiy nuqta va jismning kinetik energiyasi

Moddiy nuqtaning kinetik energiyasi quyidagilarga teng:

Bu erda m - moddiy nuqtaning massasi, p - moddiy nuqtaning impulsi, v - uning harakat tezligi. Kinetik energiya skalyar fizik miqdordir.

Agar jismni moddiy nuqta deb adashib bo‘lmasa, uning kinetik energiyasi o‘rganilayotgan jismni tashkil etuvchi barcha moddiy nuqtalarning kinetik energiyalari yig‘indisi sifatida hisoblanadi:

Bu erda dm - tananing moddiy nuqta deb hisoblanishi mumkin bo'lgan elementar kesimi, dV - tananing tanlangan elementar kesimining hajmi, v - ko'rib chiqilayotgan elementning harakat tezligi, kesimning zichligi, m - ko'rib chiqilayotgan butun tananing massasi, V - tananing hajmi.

Agar jism (moddiy nuqtadan tashqari) translyatsion harakat qilsa, uning kinetik energiyasini formula (2) yordamida hisoblash mumkin, bunda barcha parametrlar butun tanaga bog'liq.

Jism sobit o'q atrofida aylanganda, uning kinetik energiyasini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:

bu yerda J - jismning aylanish o'qiga nisbatan inersiya momenti, jismning aylanish burchak tezligining moduli, r - tananing elementar qismidan aylanish o'qiga bo'lgan masofa, L - ? aylanuvchi jismning burchak momentining aylanish sodir bo'ladigan o'qga proyeksiyasi.

Agar qattiq jism sobit nuqtaga (masalan, O nuqta) nisbatan aylansa, uning kinetik energiyasi quyidagicha topiladi:

ko'rilayotgan jismning O nuqtaga nisbatan burchak impulsi qayerda.

Kinetik energiya birliklari

SI tizimidagi kinetik energiyani (shuningdek har qanday boshqa turdagi energiyani) o'lchashning asosiy birligi:

J (joul),

GHS tizimida –= erg.

Bunda: 1 J = 10 7 erg.

Koenig teoremasi

Eng umumiy holat uchun kinetik energiyani hisoblashda Koenig teoremasi qo'llaniladi. Bunga ko'ra, moddiy nuqtalar to'plamining kinetik energiyasi massa markazi tezligi (v c) va tizimning kinetik energiyasi (E" k) bilan tizimning translatsiya harakatining kinetik energiyasining yig'indisidir. uning nisbiy harakati davomida mos yozuvlar tizimining translatsiya harakati bu holda, mos yozuvlar tizimining kelib chiqishi tizimning massa markazi bilan bog'liq, bu teorema quyidagicha yozilishi mumkin.

bu yerda moddiy nuqtalar sistemasining umumiy massasi.

Shunday qilib, agar biz qattiq jismni ko'rib chiqsak, uning kinetik energiyasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:

bu yerda J c - jismning massa markazidan o'tuvchi aylanish o'qiga nisbatan inersiya momenti. Xususan, tekis harakatda J c =const umumiy holatda o'q (u oniy deyiladi) tanada harakat qiladi, keyin inertsiya momenti vaqt bo'yicha o'zgaruvchan bo'ladi.

Muammoni hal qilishga misollar

Misol

Mashq qilish. Agar o'rganilayotgan jismning kinetik energiyasining o'zgarishi grafik (1-rasm) orqali berilgan bo'lsa, kuchlarning o'zaro ta'sirida jismda t=3 s (vaqt boshidan) bajariladigan ish nimaga teng?

Yechim. Ta'rifga ko'ra, kinetik energiyaning o'zgarishi kuchlarning o'zaro ta'siri paytida tanada bajariladigan ishga (A') teng, ya'ni quyidagicha yozishimiz mumkin:

1-rasmda ko'rsatilgan grafikni ko'rib chiqsak, t=3 s vaqt ichida tananing kinetik energiyasi 4 J dan 2 J ga o'zgarishini ko'ramiz, shuning uchun:

Javob. A"=-2 J.

Misol

Mashq qilish. Moddiy nuqta radiusi R ga teng bo'lgan aylana bo'ylab harakatlanadi. Zarrachaning kinetik energiyasi u bosib o'tgan yo'l (lar)ning kattaligiga quyidagi formula bo'yicha bog'liq: . Nuqta va s yo‘liga ta’sir etuvchi kuch (F) qanday tenglama bilan bog‘langan?

Joule (J) Xalqaro birliklar tizimidagi (SI) eng muhim o'lchov birliklaridan biridir. Joul ish, energiya va issiqlikni o'lchaydi. Yakuniy natijani joulda ko'rsatish uchun SI birliklari bilan ishlang. Agar masalada boshqa o'lchov birliklari berilgan bo'lsa, ularni Xalqaro birliklar tizimidan birliklarga aylantiring.

Qadamlar

Ishni hisoblash (J)

Fizikada ish haqida tushuncha. Agar siz qutini ko'chirsangiz, ish qilasiz. Agar siz qutini ko'tarsangiz, ish qilasiz. Ishni tugatish uchun ikkita shart bajarilishi kerak:

• Siz doimiy kuch ishlatasiz.
• Qo'llaniladigan kuch ta'sirida tana kuch yo'nalishi bo'yicha harakat qiladi.

1. Ishni hisoblang. Buning uchun kuch va masofani (tana harakat qilgan) ko'paytiring. SIda kuch nyutonlarda va masofa metrlarda o'lchanadi. Agar siz ushbu birliklardan foydalansangiz, bajarilgan ish joul bilan o'lchanadi.

   Tananing massasini toping. Tanani harakatlantirish uchun qo'llanilishi kerak bo'lgan kuchni hisoblash kerak. Keling, bir misolni ko'rib chiqaylik: 10 kg og'irlikdagi shtangani ko'tarishda (poldan ko'kragiga) sportchi bajargan ishni hisoblang.

   • Muammoda nostandart o'lchov birliklari mavjud bo'lsa, ularni SI birliklariga aylantiring.

2. Quvvatni hisoblang. Kuch = massa x tezlanish. Bizning misolimizda biz 9,8 m / s 2 ga teng bo'lgan tortishishning tezlashishini hisobga olamiz. Shtangani yuqoriga ko'tarish uchun qo'llanilishi kerak bo'lgan kuch 10 (kg) x 9,8 (m/s2) = 98 kg∙m/s2 = 98 N.

   • Agar tana gorizontal tekislikda harakatlanayotgan bo'lsa, tortishish tufayli tezlashuvni hisobga olmang. Muammo ishqalanishni engish uchun zarur bo'lgan kuchni hisoblashni talab qilishi mumkin. Agar masaladagi tezlanish berilgan bo'lsa, uni tananing berilgan massasiga ko'paytirish kifoya.

3. Bosib o'tgan masofani o'lchang. Misol uchun, shtanga 1,5 m balandlikka ko'tarilgan deylik (agar muammoda nostandart o'lchov birliklari bo'lsa, ularni SI birliklariga aylantiring.)

   Kuchni masofaga ko'paytiring. Og'irligi 10 kg bo'lgan shtangani 1,5 m balandlikka ko'tarish uchun sportchi 98 x 1,5 = 147 J ga teng ishni bajaradi.

   Quvvat burchakka yo'naltirilganda bajarilgan ishni hisoblang. Oldingi misol juda oddiy edi: kuch va tana harakatining yo'nalishlari bir-biriga to'g'ri keldi. Ammo ba'zi hollarda kuch harakat yo'nalishiga burchakka yo'naltiriladi. Bir misolni ko'rib chiqing: gorizontaldan 30º og'ish bo'lgan arqon yordamida 25 m masofada chana tortgan bolaning ishini hisoblang. Bunda ish = kuch x kosinus (th) x masofa. Burchak th - kuch yo'nalishi va harakat yo'nalishi o'rtasidagi burchak.

   Qo'llaniladigan umumiy kuchni toping. Bizning misolimizda, bola 10 N kuch qo'llaydi, deylik.

   • Agar muammo kuchning yuqoriga yoki o'ngga/chapga yo'naltirilganligini yoki uning yo'nalishi tananing harakat yo'nalishiga to'g'ri kelishini aytsa, unda ishni hisoblash uchun kuch va masofani ko'paytirish kifoya.

4. Tegishli kuchni hisoblang. Bizning misolimizda jami kuchning faqat bir qismi chanani oldinga tortadi. Arqon yuqoriga qarab (gorizontal burchak ostida) bo'lgani uchun, umumiy kuchning yana bir qismi chanani ko'tarishga harakat qiladi. Shuning uchun, yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladigan kuchni hisoblang.

   • Bizning misolimizda th burchagi (er va arqon orasidagi) 30º.
   • costh = cos30º = (√3)/2 = 0,866. Kalkulyator yordamida ushbu qiymatni toping; Kalkulyatordagi burchak birligini darajaga o'rnating.
   • Umumiy kuchni costh ga ko'paytiring. Bizning misolimizda: 10 x 0,866 = 8,66 N - yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladigan kuch.

5. Ishni hisoblash uchun mos keladigan kuchni masofaga ko'paytiring. Bizning misolimizda: 8,66 (N) x 20 (m) = 173,2 J.

   Berilgan quvvatdan (Vt) energiyani (J) hisoblash

   Kinetik energiyani hisoblash (J)

   1. Kinetik energiya - bu harakat energiyasi. Uni joulda (J) ifodalash mumkin.

      • Kinetik energiya statsionar jismni ma'lum tezlikka tezlashtirish uchun bajarilgan ishga ekvivalentdir. Muayyan tezlikka erishgandan so'ng, tananing kinetik energiyasi issiqlikka (ishqalanishdan), tortishish potentsial energiyasiga (tortishish kuchiga qarshi harakat qilganda) yoki boshqa turdagi energiyaga aylantirilgunga qadar doimiy bo'lib qoladi.

   2. Tananing massasini toping. Masalan, velosiped va velosipedchining kinetik energiyasini hisoblang. Velosipedchining massasi 50 kg, velosipedning massasi esa 20 kg, ya'ni tananing umumiy massasi 70 kg (velosiped va velosipedchini bitta tana sifatida ko'rib chiqing, chunki ular bir xilda harakat qiladilar). yo'nalishda va bir xil tezlikda).

      Tezlikni hisoblang. Muammoda tezlik berilgan bo'lsa, keyingi bosqichga o'ting; aks holda, uni quyidagi usullardan biri yordamida hisoblang. E'tibor bering, bu erda tezlik yo'nalishini e'tiborsiz qoldirish mumkin; Bundan tashqari, velosipedchi qat'iy ravishda to'g'ri chiziqda ketmoqda deb faraz qilaylik.

      • Agar velosipedchi doimiy tezlikda (tezlanishsiz) harakatlanayotgan bo'lsa, bosib o'tgan masofani (m) o'lchang va uni shu masofani bosib o'tish uchun ketgan vaqtga (s) bo'ling. Bu sizga o'rtacha tezlikni beradi.
      • Agar velosipedchi tezlashgan bo'lsa va tezlanish qiymati va harakat yo'nalishi o'zgarmagan bo'lsa, u holda ma'lum vaqtdagi tezlik t formulasi bilan hisoblanadi: tezlanish x t + boshlang'ich tezlik. Vaqt soniyalarda, tezlik m/s, tezlanish m/s 2 da o'lchanadi.

   3. Qiymatlarni formulaga almashtiring. Kinetik energiya = (1/2)mv 2, bu erda m - massa, v - tezlik. Masalan, velosipedchining tezligi 15 m/s bo’lsa, uning kinetik energiyasi K = (1/2)(70 kg)(15 m/s) 2 = (1/2)(70 kg)(15 m) /s)( 15 m/s) = 7875 kg∙m 2 /s 2 = 7875 N∙m = 7875 J

   Issiqlik miqdorini hisoblash (J)

   Qizdirilgan jismning massasini toping. Buning uchun balans yoki bahor tarozidan foydalaning. Agar tana suyuqlik bo'lsa, avval uning massasini topish uchun bo'sh idishni (suyuqlikni quyadigan) torting. Suyuqlikni tortgandan so'ng, suyuqlikning massasini topish uchun olingan qiymatdan bo'sh idishning massasini ayirish kerak. Masalan, 500 g massali suvni ko'rib chiqing.

   • Natijani joul bilan o'lchash uchun massani grammda o'lchash kerak.

   1. Tananing solishtirma issiqlik sig‘imini toping. Buni kimyo, fizika darsligida yoki Internetda topish mumkin. Suvning solishtirma issiqlik sig'imi 4,19 J/g.

      • Maxsus issiqlik sig'imi harorat va bosimga qarab bir oz farq qiladi. Masalan, ba'zi manbalar suvning o'ziga xos issiqlik sig'imini 4,18 J / g deb beradi (chunki turli manbalar "mos harorat" uchun turli qiymatlarni tanlaydi).
      • Haroratni Kelvin yoki Tselsiy bo'yicha o'lchash mumkin (chunki ikki harorat o'rtasidagi farq bir xil bo'ladi), lekin Farengeytda emas.

   2. Dastlabki tana haroratini toping. Agar tana suyuqlik bo'lsa, termometrdan foydalaning.

      Tanani qizdiring va uning oxirgi haroratini toping. Shunday qilib, qizdirilganda tanaga o'tkaziladigan issiqlik miqdorini topishingiz mumkin.

      • Agar siz issiqlikka aylangan jami energiyani topmoqchi bo'lsangiz, tananing boshlang'ich harorati mutlaq nolga teng deb faraz qiling (0 Kelvin yoki -273,15 Selsiy). Bu odatda qo'llanilmaydi.

   3. Tana haroratining o'zgarishini topish uchun oxirgi haroratdan boshlang'ich tana haroratini olib tashlang. Masalan, suv 15 gradusdan 35 gradusgacha isitiladi, ya'ni suv haroratining o'zgarishi 20 daraja Selsiyga teng.

   4. Tananing massasini, solishtirma issiqlik sig'imini va tana haroratining o'zgarishini ko'paytiring. Formula: H = mcDT, bu erda DT - haroratning o'zgarishi. Bizning misolimizda: 500 x 4,19 x 20 = 41,900 J

      • Issiqlik miqdori ba'zan kaloriya yoki kilokaloriya bilan o'lchanadi. Kaloriyalar - 1 gramm suv haroratini Selsiy bo'yicha 1 darajaga ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori; kilokaloriya - 1 kg suv haroratini 1 daraja Selsiyga ko'tarish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori. Yuqoridagi misolda 500 g suvning haroratini 20 daraja Selsiyga ko'tarish uchun 10 000 kaloriya yoki 10 kkal kerak bo'ladi.

"Energiya" so'zi yunon tilidan "harakat" deb tarjima qilingan. Ko'p turli harakatlarni bajaradigan, faol harakat qiladigan baquvvat odamni biz ataymiz.

Fizikada energiya

Va agar hayotda biz insonning energiyasini asosan uning faoliyati natijalariga ko'ra baholay olsak, fizikada energiyani turli yo'llar bilan o'lchash va o'rganish mumkin. Sizning quvnoq do'stingiz yoki qo'shningiz, to'satdan uning energiyasi fenomenini o'rganishga kelganda, xuddi shu harakatni o'ttiz-ellik marta takrorlashdan bosh tortishi mumkin.

Ammo fizikada siz deyarli har qanday tajribani xohlaganingizcha ko'p marta takrorlashingiz, kerakli tadqiqotlarni qilishingiz mumkin. Energiyani o'rganish ham shunday. Tadqiqotchi olimlar fizikada energiyaning ko'p turlarini o'rganib chiqdilar va belgiladilar. Bular elektr, magnit, atom energiyasi va boshqalar. Ammo endi biz mexanik energiya haqida gapiramiz. Va aniqrog'i kinetik va potentsial energiya haqida.

Kinetik va potentsial energiya

Mexanika jismlarning bir-biri bilan harakati va oʻzaro taʼsirini oʻrganadi. Shuning uchun mexanik energiyaning ikki turini ajratish odatiy holdir: jismlarning harakatidan kelib chiqadigan energiya yoki kinetik energiya va jismlarning o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan energiya yoki potentsial energiya.

Fizikada energiya va ishni bog'laydigan umumiy qoida mavjud. Jismning energiyasini topish uchun jismni noldan berilgan holatga, ya'ni uning energiyasi nolga teng bo'lgan holatga o'tkazish uchun zarur bo'lgan ishni topish kerak.

Potensial energiya

Fizikada potentsial energiya - bu o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning yoki bir jismning qismlarining nisbiy holati bilan belgilanadigan energiya. Ya'ni, agar tana erdan yuqoriga ko'tarilgan bo'lsa, u holda u yiqilish paytida qandaydir ishlarni bajarish qobiliyatiga ega.

Va bu ishning mumkin bo'lgan qiymati h balandlikdagi tananing potentsial energiyasiga teng bo'ladi. Potensial energiya uchun formula quyidagi sxema bo'yicha aniqlanadi:

A=Fs=Ft*h=mgh yoki Ep=mgh,

bu erda Ep - tananing potentsial energiyasi,
m tana vazni,
h - tananing erdan balandligi,
g erkin tushishning tezlashishi.

Bundan tashqari, biz uchun qulay bo'lgan har qanday pozitsiyani nafaqat Yer yuzasi, balki amalga oshirilayotgan tajribalar va o'lchovlar shartlariga qarab, tananing nol holati sifatida qabul qilish mumkin. Bu zaminning yuzasi, stol va boshqalar bo'lishi mumkin.

Kinetik energiya

Agar tana kuch ta'sirida harakat qilsa, u nafaqat qila oladi, balki ba'zi ishlarni ham bajaradi. Fizikada kinetik energiya - bu jismning harakati tufayli ega bo'lgan energiya. Tana harakatlansa, u energiya sarflaydi va ishlaydi. Kinetik energiya uchun formula quyidagicha hisoblanadi:

A = Fs = mas = m * v / t * vt / 2 = (mv^2) / 2 yoki Ek = (mv^2) / 2,

Bu erda Ek - tananing kinetik energiyasi,
m tana vazni,
v tana tezligi.

Formuladan ko'rinib turibdiki, jismning massasi va tezligi qanchalik katta bo'lsa, uning kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.

Har bir jismda kinetik yoki potentsial energiya yoki bir vaqtning o'zida ikkalasi ham bor, masalan, uchuvchi samolyot.

Mexanik ish. Ish birliklari.

Kundalik hayotda biz hamma narsani "ish" tushunchasi bilan tushunamiz.

Fizikada tushuncha Ish biroz boshqacha. Bu aniq jismoniy miqdor, ya'ni uni o'lchash mumkin. Fizikada u birinchi navbatda o'rganiladi mexanik ish .

Keling, mexanik ishlarning misollarini ko'rib chiqaylik.

Poyezd elektrovozning tortish kuchi ostida harakatlanadi va mexanik ish bajariladi. Qurol otilganda chang gazlarining bosim kuchi ishlaydi - u o'qni barrel bo'ylab harakatga keltiradi va o'q tezligi oshadi.

Bu misollardan ko'rinib turibdiki, mexanik ish jism kuch ta'sirida harakat qilganda bajariladi. Mexanik ish jismga ta'sir etuvchi kuch (masalan, ishqalanish kuchi) uning harakat tezligini kamaytirganda ham bajariladi.

Shkafni ko'chirmoqchi bo'lib, biz uni qattiq bosamiz, lekin u harakat qilmasa, biz mexanik ishlarni bajarmaymiz. Jismning kuchlar ishtirokisiz (inertsiya bilan) harakatlanishini tasavvur qilish mumkin, bu holda mexanik ish ham bajarilmaydi.

Shunday qilib, mexanik ish faqat jismga kuch ta'sir qilganda va u harakat qilganda bajariladi .

Shuni tushunish qiyin emaski, tanaga qancha kuch ta'sir etsa va bu kuch ta'sirida jism qancha uzoq yo'l bosib o'tsa, bajarilgan ish shunchalik ko'p bo'ladi.

Mexanik ish qo'llaniladigan kuchga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va bosib o'tgan masofaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir .

Shuning uchun biz mexanik ishni kuch mahsuloti va ushbu kuchning ushbu yo'nalishi bo'ylab bosib o'tgan yo'l bilan o'lchashga kelishib oldik:

ish = kuch × yo'l

Qayerda A- Ish, F- kuch va s- bosib o'tgan masofa.

1 N kuchning 1 m yo‘l bo‘ylab bajargan ishi ish birligi deb hisoblanadi.

Ish birligi - joule (J ) ingliz olimi Joul nomi bilan atalgan. Shunday qilib,

1 J = 1N m.

Shuningdek, ishlatiladi kilojoul (kJ) .

1 kJ = 1000 J.

Formula A = Fs kuch bo'lganda qo'llaniladi F doimiy va tananing harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi.

Agar kuchning yo'nalishi tananing harakat yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda bu kuch ijobiy ish qiladi.

Agar tana qo'llaniladigan kuch yo'nalishiga teskari yo'nalishda harakat qilsa, masalan, sirpanish ishqalanish kuchi, u holda bu kuch salbiy ish qiladi.

Agar tanaga ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishi harakat yo'nalishiga perpendikulyar bo'lsa, u holda bu kuch ishlamaydi, ish nolga teng:

Kelajakda mexanik ish haqida gapirganda, biz uni qisqacha bir so'z bilan - ish deb ataymiz.

Misol. 0,5 m3 hajmli granit plitasini 20 m balandlikka ko'tarishda granitning zichligi 2500 kg / m3 bo'lgan ishni hisoblang.

Berilgan:

r = 2500 kg/m 3

Yechim:

Bu erda F - plitani bir xilda yuqoriga ko'tarish uchun qo'llanilishi kerak bo'lgan kuch. Bu kuch modul bo'yicha plitaga ta'sir qiluvchi Fstrand kuchiga teng, ya'ni F = Fstrand. Va tortishish kuchini plitaning massasi bilan aniqlash mumkin: Fweight = gm. Plitaning hajmini va granitning zichligini bilib, uning massasini hisoblaymiz: m = rV; s = h, ya'ni yo'l ko'tarish balandligiga teng.

Shunday qilib, m = 2500 kg / m3 · 0,5 m3 = 1250 kg.

F = 9,8 N/kg · 1250 kg ≈ 12,250 N.

A = 12,250 N · 20 m = 245,000 J = 245 kJ.

Javob: A =245 kJ.

Tutqichlar. Quvvat. Energiya

Turli dvigatellar bir xil ishni bajarish uchun turli vaqtlarni talab qiladi. Misol uchun, qurilish maydonchasidagi kran bir necha daqiqada yuzlab g'ishtlarni binoning yuqori qavatiga ko'taradi. Agar bu g'ishtlarni ishchi ko'chirsa, buning uchun unga bir necha soat kerak bo'ladi. Yana bir misol. Ot gektar yerni 10-12 soatda haydaydi, ko'p payli shudgorli traktor ( shudgor- yer qatlamini pastdan kesib tashlaydigan va uni axlatxonaga o'tkazadigan shudgor qismi; ko'p omochli - ko'p pulluklar), bu ish 40-50 daqiqada tugaydi.

Ko'rinib turibdiki, kran ishchidan, traktor esa otdan tezroq bir xil ishni bajaradi. Ish tezligi kuch deb ataladigan maxsus miqdor bilan tavsiflanadi.

Quvvat ishning bajarilgan vaqtga nisbatiga teng.

Quvvatni hisoblash uchun siz ishni ushbu ish bajarilgan vaqtga bo'lishingiz kerak. quvvat = ish/vaqt.

Qayerda N- kuch, A- Ish, t- bajarilgan ish vaqti.

Quvvat - bu har soniyada bir xil ish bajarilganda, boshqa hollarda nisbat; Da O'rtacha quvvatni aniqlaydi:

N o'rtacha = Da . Quvvat birligi J ish 1 soniyada bajariladigan quvvat sifatida qabul qilinadi.

Bu birlik vatt deb ataladi ( V) boshqa ingliz olimi Vatt sharafiga.

1 vatt = 1 joul/1 soniya, yoki 1 Vt = 1 J/s.

Vatt (sekundiga joul) - Vt (1 J/s).

Kattaroq quvvat birliklari texnologiyada keng qo'llaniladi - kilovatt (kVt), megavatt (MVt) .

1 MVt = 1 000 000 Vt

1 kVt = 1000 Vt

1 mVt = 0,001 Vt

1 Vt = 0,000001 MVt

1 Vt = 0,001 kVt

1 Vt = 1000 mVt

Misol. Agar suv tushishining balandligi 25 m, sarfi daqiqada 120 m3 bo'lsa, to'g'ondan oqib o'tadigan suv oqimining kuchini toping.

Berilgan:

r = 1000 kg/m3

Yechim:

Tushgan suvning massasi: m = rV,

m = 1000 kg / m3 120 m3 = 120 000 kg (12 104 kg).

Suvga ta'sir qiluvchi tortishish kuchi:

F = 9,8 m/s2 120 000 kg ≈ 1 200 000 N (12 105 N)

Bir daqiqada oqim bo'yicha bajarilgan ish:

A - 1 200 000 N · 25 m = 30 000 000 J (3 · 107 J).

Oqim quvvati: N = A/t,

N = 30 000 000 J / 60 s = 500 000 Vt = 0,5 MVt.

Javob: N = 0,5 MVt.

Har xil dvigatellar kilovattning yuzdan va o'ndan bir qismidan (elektr ustara, tikuv mashinasining motori) yuz minglab kilovattgacha (suv va bug 'turbinalari) quvvatga ega.

5-jadval.

Ayrim dvigatellarning quvvati, kVt.

Har bir dvigatelda plastinka (dvigatel pasporti) mavjud bo'lib, u dvigatel haqida ba'zi ma'lumotlarni, shu jumladan uning quvvatini ko'rsatadi.

Oddiy ish sharoitida inson kuchi o'rtacha 70-80 Vtni tashkil qiladi. Zinadan sakrash yoki yugurishda odam 730 Vtgacha, ba'zi hollarda esa undan ham ko'proq quvvatni rivojlantirishi mumkin.

N = A/t formulasidan shunday xulosa kelib chiqadi

Ishni hisoblash uchun quvvatni ushbu ish bajarilgan vaqtga ko'paytirish kerak.

Misol. Xona fanining motori 35 vatt quvvatga ega. U 10 daqiqada qancha ish qiladi?

Keling, masalaning shartlarini yozamiz va uni hal qilamiz.

Berilgan:

Yechim:

A = 35 Vt * 600s = 21,000 Vt * s = 21,000 J = 21 kJ.

Javob A= 21 kJ.

Oddiy mexanizmlar.

Qadim zamonlardan beri inson mexanik ishlarni bajarish uchun turli xil asboblardan foydalangan.

Qo'l bilan harakatlantirilmaydigan og'ir narsalarni (tosh, shkaf, dastgoh) etarlicha uzun tayoq - tutqich yordamida harakatlantirish mumkinligini hamma biladi.

Ayni paytda, uch ming yil oldin, Qadimgi Misrda piramidalar qurilishi paytida og'ir tosh plitalar ko'chirilib, katta balandliklarga ko'tarilgan, deb ishoniladi.

Ko'pgina hollarda, og'ir yukni ma'lum bir balandlikka ko'tarish o'rniga, uni eğimli tekislik bo'ylab bir xil balandlikda aylantirish yoki tortish yoki bloklar yordamida ko'tarish mumkin.

Kuchni aylantirish uchun ishlatiladigan qurilmalar deyiladi mexanizmlar .

Oddiy mexanizmlarga quyidagilar kiradi: tutqichlar va uning navlari - blok, darvoza; eğimli tekislik va uning navlari - takoz, vint. Ko'p hollarda oddiy mexanizmlar kuchga ega bo'lish, ya'ni tanaga ta'sir qiluvchi kuchni bir necha marta oshirish uchun ishlatiladi.

Oddiy mexanizmlar ham uy sharoitida, ham barcha murakkab sanoat va sanoat mashinalarida mavjud bo'lib, ular katta po'lat plitalarni kesib, burish va shtamplash yoki undan matolar tayyorlanadigan eng nozik iplarni tortadi. Xuddi shu mexanizmlarni zamonaviy murakkab avtomatik mashinalarda, bosma va sanoq mashinalarida topish mumkin.

Tutqich qo'li. Tutqichdagi kuchlar muvozanati.

Keling, eng oddiy va eng keng tarqalgan mexanizmni - tutqichni ko'rib chiqaylik.

Tutqich - bu qattiq tayanch atrofida aylana oladigan qattiq tanadir.

Rasmlarda ishchi yukni ko'tarish uchun tirgakdan qanday foydalanishi ko'rsatilgan. Birinchi holda, kuch bilan ishchi F tirgakning uchini bosadi B, ikkinchisida - oxirini ko'taradi B.

Ishchi yukning og'irligini engib o'tishi kerak P- vertikal pastga yo'naltirilgan kuch. Buning uchun u tirgakni bittadan o'tadigan o'q atrofida aylantiradi harakatsiz sinish nuqtasi uning tayanch nuqtasidir HAQIDA. Kuch F ishchi dastagida harakat qiladigan kuch kamroq bo'ladi P, shunday qilib ishchi oladi kuchga ega bo'lish. Tutqichdan foydalanib, siz shunday og'ir yukni ko'tarishingiz mumkinki, uni o'zingiz ko'tarolmaysiz.

Rasmda aylanish o'qi bo'lgan tutqich ko'rsatilgan HAQIDA(tayanch nuqtasi) kuchlarni qo'llash nuqtalari orasida joylashgan A Va IN. Boshqa rasmda ushbu tutqichning diagrammasi ko'rsatilgan. Ikkala kuch ham F 1 va F Tutqichda ishlaydigan 2 tasi bir yo'nalishda yo'naltirilgan.

Quvvat dastagiga ta'sir qiladigan to'g'ri chiziq va tayanch nuqtasi orasidagi eng qisqa masofaga kuch qo'li deyiladi.

Ushbu perpendikulyarning uzunligi bu kuchning qo'li bo'ladi. Rasm shuni ko'rsatadi O.A- elka kuchi F 1; OB- elka kuchi F 2. Tutqichga ta'sir qiluvchi kuchlar uni o'z o'qi atrofida ikki yo'nalishda aylantirishi mumkin: soat yo'nalishi bo'yicha yoki soat sohasi farqli o'laroq. Ha, kuch F 1 qo'lni soat yo'nalishi bo'yicha aylantiradi va kuch F 2 uni soat sohasi farqli ravishda aylantiradi.

Tutqichning unga qo'llaniladigan kuchlar ta'sirida muvozanat holatini eksperimental tarzda aniqlash mumkin. Shuni esda tutish kerakki, kuchning natijasi nafaqat uning raqamli qiymatiga (modulga), balki u tanaga qo'llaniladigan nuqtaga yoki qanday yo'naltirilganligiga ham bog'liq.

Tutqichning har ikki tomonida turli xil og'irliklar (rasmga qarang) dastagi muvozanatda bo'lishi uchun osilgan. Tutqichga ta'sir qiluvchi kuchlar ushbu yuklarning og'irligiga teng. Har bir holat uchun kuch modullari va ularning elkalari o'lchanadi. 154-rasmda ko'rsatilgan tajribadan ko'rinib turibdiki, kuch 2 N kuchni muvozanatlashtiradi 4 N. Bu holda, rasmdan ko'rinib turibdiki, kamroq kuchga ega bo'lgan yelka kattaroq elkadan 2 marta kattaroqdir.

Bunday tajribalar asosida dastagi muvozanatining sharti (qoidasi) o'rnatildi.

Tutqichga ta'sir etuvchi kuchlar ushbu kuchlarning qo'llariga teskari proportsional bo'lganda muvozanat holatidadir.

Ushbu qoida formula sifatida yozilishi mumkin:

F 1/F 2 = l 2/ l 1 ,

Qayerda F 1Va F 2 - tutqichga ta'sir qiluvchi kuchlar, l 1Va l 2 , - bu kuchlarning elkalari (rasmga qarang).

Tutqich muvozanati qoidasi 287-212 yillarda Arximed tomonidan o'rnatildi. Miloddan avvalgi e. (lekin oxirgi xatboshida aytilgan ediki, tutqichlar misrliklar tomonidan qo'llanilgan? Yoki bu erda "o'rnatilgan" so'zi muhim rol o'ynaydimi?)

Ushbu qoidadan kelib chiqadiki, tutqich yordamida kattaroq kuchni muvozanatlash uchun kichikroq kuch ishlatilishi mumkin. Tutqichning bir qo'li ikkinchisidan 3 baravar katta bo'lsin (rasmga qarang). Keyin, masalan, 400 N kuchini B nuqtasida qo'llash orqali siz 1200 N og'irlikdagi toshni ko'tarishingiz mumkin. Bundan ham og'irroq yukni ko'tarish uchun siz ishchi harakat qiladigan dastagi qo'lining uzunligini oshirishingiz kerak.

Misol. Tutqich yordamida ishchi 240 kg og'irlikdagi plitani ko'taradi (149-rasmga qarang). Agar kichikroq qo'l 0,6 m bo'lsa, u 2,4 m kattaroq tutqichga qanday kuch ta'sir qiladi?

Keling, masalaning shartlarini yozamiz va uni hal qilamiz.

Berilgan:

Yechim:

Tutqich muvozanati qoidasiga ko'ra, F1 / F2 = l2 / l1, bu erda F1 = F2 l2 / l1, bu erda F2 = P - toshning og'irligi. Toshning og'irligi asd = gm, F = 9,8 N 240 kg ≈ 2400 N

Keyin, F1 = 2400 N · 0,6/2,4 = 600 N.

Javob: F1 = 600 N.

Bizning misolimizda ishchi tutqichga 600 N kuch qo'llagan holda 2400 N kuchni engadi, ammo bu holda ishchi harakat qiladigan qo'l toshning og'irligi ta'sir qiladigan qo'ldan 4 baravar uzunroqdir. ( l 1 : l 2 = 2,4 m: 0,6 m = 4).

Kaldıraç qoidasini qo'llash orqali kichikroq kuch kattaroq kuchni muvozanatlashi mumkin. Bunday holda, kamroq kuchga ega bo'lgan elka kuchliroq elkadan uzunroq bo'lishi kerak.

Quvvat momenti.

Tutqich muvozanati qoidasini allaqachon bilasiz:

F 1 / F 2 = l 2 / l 1 ,

Proporsiya xususiyatidan foydalanib (uning ekstremal a'zolarining mahsuloti o'rta a'zolarining mahsulotiga teng), biz uni quyidagi shaklda yozamiz:

F 1l 1 = F 2 l 2 .

Tenglikning chap tomonida kuch mahsuloti joylashgan F 1 yelkasida l 1, va o'ngda - kuch mahsuloti F 2 yelkasida l 2 .

Tanani va uning yelkasini aylantiruvchi kuch modulining mahsuloti deyiladi kuch momenti; u M harfi bilan belgilanadi. Bu degani

Tutqich ikki kuch ta'sirida muvozanat holatida bo'ladi, agar uni soat yo'nalishi bo'yicha aylantiruvchi kuch momenti uni soat miliga teskari aylantiruvchi kuch momentiga teng bo'lsa.

Bu qoida deyiladi lahzalar qoidasi , formula sifatida yozilishi mumkin:

M1 = M2

Darhaqiqat, biz ko'rib chiqqan tajribada (§ 56) ta'sir qiluvchi kuchlar 2 N va 4 N ga teng edi, ularning elkalari mos ravishda 4 va 2 dastak bosimini tashkil etdi, ya'ni tutqich muvozanat holatida bo'lganda bu kuchlarning momentlari bir xil bo'ladi. .

Har qanday jismoniy miqdor kabi kuch momentini ham o'lchash mumkin. Kuch momentining birligi sifatida 1 N kuch momenti olinadi, uning qo‘li roppa-rosa 1 m.

Bu birlik deyiladi Nyuton metr (N m).

Kuch momenti kuchning ta'sirini tavsiflaydi va u bir vaqtning o'zida kuch moduliga ham, uning kuchiga ham bog'liqligini ko'rsatadi. Darhaqiqat, biz allaqachon bilamizki, masalan, eshikdagi kuchning ta'siri ham kuchning kattaligiga, ham kuch qo'llaniladigan joyga bog'liq. Eshikni burish qanchalik oson bo'lsa, aylanish o'qidan qanchalik uzoqroq bo'lsa, unga ta'sir qiluvchi kuch qo'llaniladi. Yong'oqni qisqa kalit bilan emas, balki uzun kalit bilan ochish yaxshiroqdir. Quduqdan chelakni ko'tarish qanchalik oson bo'lsa, darvoza tutqichi shunchalik uzun bo'ladi va hokazo.

Texnologiya, kundalik hayot va tabiatdagi tutqichlar.

Rivojlanish qoidasi (yoki lahzalar qoidasi) texnologiyada va kundalik hayotda qo'llaniladigan har xil turdagi asboblar va qurilmalarning ta'siri ostida yotadi, bu erda kuch yoki sayohat talab etiladi.

Biz qaychi bilan ishlashda kuchga egamiz. Qaychi - bu tutqich(anjir), aylanish o'qi qaychining ikkala yarmini birlashtiruvchi vint orqali sodir bo'ladi. Ta'sir qiluvchi kuch F 1 - qaychi ushlagan odam qo'lining mushak kuchi. Qarshi kuch F 2 - qaychi bilan kesilgan materialning qarshilik kuchi. Qaychi maqsadiga qarab, ularning dizayni o'zgaradi. Qog'ozni kesish uchun mo'ljallangan ofis qaychi uzun pichoqlar va deyarli bir xil uzunlikdagi tutqichlarga ega. Qog'ozni kesish juda ko'p kuch talab qilmaydi, uzun pichoq esa tekis chiziqda kesishni osonlashtiradi. Plitalar metall kesish uchun qaychi (rasm) pichoqlarga qaraganda ancha uzunroq tutqichlarga ega, chunki metallning qarshilik kuchi katta va uni muvozanatlash uchun ta'sir qiluvchi kuchning qo'lini sezilarli darajada oshirish kerak. Tutqichlarning uzunligi va kesish qismining masofasi va aylanish o'qi o'rtasidagi farq yanada kattaroqdir sim kesgichlar(Fig.), simni kesish uchun mo'ljallangan.

Ko'pgina mashinalarda har xil turdagi tutqichlar mavjud. Tikuv mashinasining dastasi, velosipedning pedallari yoki qo'l tormozi, avtomobil va traktorning pedallari, pianino kalitlari bu mashina va asboblarda ishlatiladigan tutqichlarga misoldir.

Tutqichlardan foydalanishga misollar - burmalar va dastgohlarning tutqichlari, burg'ulash mashinasining dastagi va boshqalar.

Tutqichli tarozilarning harakati dastagi printsipiga asoslanadi (rasm). 48-rasmda (42-bet) ko'rsatilgan o'quv tarozilari vazifasini bajaradi teng qo'l tutqichi . IN o'nlik o'lchovlar og'irliklari bo'lgan chashka osilgan yelka yuk ko'taruvchi elkadan 10 barobar uzunroqdir. Bu katta yuklarni tortishni ancha osonlashtiradi. Yukni o'nlik tarozida tortishda siz og'irliklarning massasini 10 ga ko'paytirishingiz kerak.

Vagonlarning yuk vagonlarini tortish uchun tarozilar qurilmasi ham leveraj qoidasiga asoslanadi.

Tutqichlar hayvonlar va odamlar tanasining turli qismlarida ham uchraydi. Bular, masalan, qo'llar, oyoqlar, jag'lar. Ko'pgina tutqichlarni hasharotlar tanasida (hasharotlar va ularning tanasining tuzilishi haqida kitob o'qish orqali), qushlar va o'simliklarning tuzilishida topish mumkin.

Tutqichning muvozanat qonunining blokga qo'llanilishi.

Bloklash Bu ushlagichga o'rnatilgan yivli g'ildirak. Blok yividan arqon, kabel yoki zanjir o'tkaziladi.

Ruxsat etilgan blok Bu o'qi sobit bo'lgan va yuklarni ko'tarishda ko'tarilmaydigan yoki tushmaydigan blok deb ataladi (rasm).

Ruxsat etilgan blokni teng qurolli tutqich sifatida ko'rib chiqish mumkin, unda kuchlar qo'llari g'ildirakning radiusiga teng (rasm): OA = OB = r. Bunday blok kuchga ega bo'lishni ta'minlamaydi. ( F 1 = F 2), lekin kuchning yo'nalishini o'zgartirishga imkon beradi. Harakatlanuvchi blok - bu blok. uning o'qi yuk bilan birga ko'tariladi va tushadi (rasm). Rasmda mos keladigan tutqich ko'rsatilgan: HAQIDA- tutqichning tayanch nuqtasi, O.A- elka kuchi R Va OB- elka kuchi F. Elkadan beri OB 2 marta elka O.A, keyin kuch F 2 barobar kamroq kuch R:

F = P/2 .

Shunday qilib, harakatlanuvchi blok 2 barobar kuchga ega bo'ladi .

Buni kuch momenti tushunchasi yordamida isbotlash mumkin. Blok muvozanat holatida bo'lganda, kuchlar momentlari F Va R bir-biriga teng. Ammo kuchning yelkasi F Kaldıraçdan 2 barobar R, va shuning uchun kuchning o'zi F 2 barobar kamroq kuch R.

Odatda amalda qo'zg'almas va harakatlanuvchi blokning kombinatsiyasi qo'llaniladi (rasm). Ruxsat etilgan blok faqat qulaylik uchun ishlatiladi. U kuchni oshirmaydi, lekin kuchning yo'nalishini o'zgartiradi. Misol uchun, u yerda turgan holda yukni ko'tarish imkonini beradi. Bu ko'p odamlar yoki ishchilar uchun foydali bo'ladi. Biroq, u odatdagidan 2 baravar ko'proq kuch beradi!

Oddiy mexanizmlardan foydalanganda ishning tengligi. Mexanikaning "oltin qoidasi".

Biz ko'rib chiqqan oddiy mexanizmlar ishni bajarishda bir kuchning ta'sirida boshqa kuchni muvozanatlash zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi.

Tabiiyki, savol tug'iladi: kuch yoki yo'lda daromad keltirar ekan, oddiy mexanizmlar ishda daromad keltirmaydimi? Bu savolga javobni tajribadan olish mumkin.

Tutqichda ikki xil kattalikdagi kuchlarni muvozanatlash orqali F 1 va F 2 (rasm), tutqichni harakatga keltiring. Ma'lum bo'lishicha, ayni paytda kichikroq kuchni qo'llash nuqtasi F 2 oldinga boradi s 2 va kattaroq kuchni qo'llash nuqtasi F 1 - qisqaroq yo'l s 1. Ushbu yo'llar va kuch modullarini o'lchab, biz tutqichdagi kuchlarni qo'llash nuqtalari tomonidan bosib o'tilgan yo'llar kuchlarga teskari proportsional ekanligini aniqlaymiz:

s 1 / s 2 = F 2 / F 1.

Shunday qilib, tutqichning uzun qo'lida harakat qilib, biz kuchga ega bo'lamiz, lekin shu bilan birga yo'lda bir xil miqdorda yo'qotamiz.

Kuch hosilasi F yo'lda s ish bor. Bizning tajribalarimiz shuni ko'rsatadiki, tutqichga qo'llaniladigan kuchlar tomonidan bajarilgan ish bir-biriga teng:

F 1 s 1 = F 2 s 2, ya'ni. A 1 = A 2.

Shunday qilib, Kaldıraçdan foydalanganda siz ishda g'alaba qozona olmaysiz.

Kaldıraçdan foydalanish orqali biz kuch yoki masofani qo'lga kiritishimiz mumkin. Tutqichning qisqa qo'liga kuch qo'llash orqali biz masofani qo'lga kiritamiz, lekin kuchda bir xil miqdorda yo'qotamiz.

Rivoyatga ko'ra, Arximed leverage qoidasini kashf etganidan xursand bo'lib: "Menga tayanch nuqtasini bering, men Yerni aylantiraman!"

Albatta, Arximed bunday vazifani bajara olmasdi, hatto unga tayanch nuqtasi (u Yerdan tashqarida bo'lishi kerak edi) va kerakli uzunlikdagi tutqich berilgan bo'lsa ham.

Yerni atigi 1 sm ko'tarish uchun tutqichning uzun qo'li juda katta uzunlikdagi yoyni tasvirlashi kerak edi. Tutqichning uzun uchini bu yo'l bo'ylab, masalan, 1 m/s tezlikda harakatlantirish uchun millionlab yillar kerak bo'ladi!

Statsionar blok ishda hech qanday foyda keltirmaydi, Buni eksperimental tekshirish oson (rasmga qarang). Kuchlarni qo'llash nuqtalari bosib o'tgan yo'llar F Va F, bir xil, kuchlar bir xil, ya'ni ish bir xil.

Harakatlanuvchi blok yordamida bajarilgan ishni o'lchash va solishtirish mumkin. Harakatlanuvchi blok yordamida yukni h balandlikka ko'tarish uchun dinamometr bog'langan arqonning uchini tajribadan ko'ra (rasm) 2 soat balandlikka ko'chirish kerak.

Shunday qilib, 2 baravar kuchga ega bo'lib, ular yo'lda 2 baravar yo'qotadilar, shuning uchun harakatlanuvchi blok ishda daromad keltirmaydi.

Ko'p asrlik amaliyot shuni ko'rsatdi Mexanizmlarning hech biri ishlashda daromad keltirmaydi. Ular mehnat sharoitlariga qarab kuch yoki sayohatda g'alaba qozonish uchun turli mexanizmlardan foydalanadilar.

Qadimgi olimlar allaqachon barcha mexanizmlarga tegishli qoidani bilishgan: qancha marta kuchda g'alaba qozonsak ham, masofada ham shuncha marta yutqazamiz. Bu qoida mexanikaning “oltin qoidasi” deb ataladi.

Mexanizmning samaradorligi.

Tutqichning dizayni va harakatini ko'rib chiqayotganda, biz ishqalanishni, shuningdek, tutqichning og'irligini hisobga olmadik. bu ideal sharoitda qo'llaniladigan kuch tomonidan bajarilgan ish (biz buni ishni deb ataymiz to'la), ga teng foydali yuklarni ko'tarish yoki har qanday qarshilikni engish ustida ishlash.

Amalda, mexanizm tomonidan bajarilgan umumiy ish har doim foydali ishdan bir oz ko'proq bo'ladi.

Ishning bir qismi mexanizmdagi ishqalanish kuchiga qarshi va uning alohida qismlarini harakatga keltirish orqali amalga oshiriladi. Shunday qilib, harakatlanuvchi blokdan foydalanilganda, siz qo'shimcha ravishda blokning o'zini, arqonni ko'tarish va blokning o'qidagi ishqalanish kuchini aniqlash uchun ishlarni bajarishingiz kerak.

Qaysi mexanizmni olsak, uning yordami bilan qilingan foydali ish har doim umumiy ishning faqat bir qismini tashkil qiladi. Bu shuni anglatadiki, foydali ishni Ap harfi bilan, jami (sarflangan) ishni Az harfi bilan belgilab, quyidagilarni yozishimiz mumkin:

Yuqoriga< Аз или Ап / Аз < 1.

Foydali ishning umumiy mehnatga nisbati mexanizmning samaradorligi deyiladi.

Samaradorlik koeffitsienti samaradorlik deb qisqartiriladi.

Samaradorlik = Ap / Az.

Samaradorlik odatda foiz sifatida ifodalanadi va yunoncha ē harfi bilan belgilanadi, “eta” deb o'qiladi:

ē = Ap / Az · 100%.

Misol: Og'irligi 100 kg bo'lgan yuk tutqichning qisqa qo'liga osilgan. Uni ko'tarish uchun uzun qo'lga 250 N kuch qo'llaniladi dastagining samaradorligi.

Keling, masalaning shartlarini yozamiz va uni hal qilamiz.

Berilgan :

Yechim :

ē = Ap / Az · 100%.

Jami (sarflangan) ish Az = Fh2.

Foydali ish Ap = Rh1

P = 9,8 100 kg ≈ 1000 N.

Ap = 1000 N · 0,08 = 80 J.

Az = 250 N · 0,4 m = 100 J.

ē = 80 J/100 J 100% = 80%.

Javob : ē = 80%.

Ammo "oltin qoida" bu holatda ham amal qiladi. Foydali ishning bir qismi - uning 20% ​​- tutqichning o'qi va havo qarshiligidagi ishqalanishni bartaraf etishga, shuningdek, tutqichning o'zi harakatiga sarflanadi.

Har qanday mexanizmning samaradorligi har doim 100% dan kam. Mexanizmlarni loyihalashda odamlar ularning samaradorligini oshirishga intilishadi. Bunga erishish uchun mexanizmlarning o'qlaridagi ishqalanish va ularning og'irligi kamayadi.

Energiya.

Zavod va fabrikalarda mashinalar va mashinalar elektr energiyasini iste'mol qiladigan elektr dvigatellari tomonidan boshqariladi (shuning uchun nomi).

Kinetik energiya - tananing massasi va tezligi kvadratining yarmiga teng bo'lgan skalyar jismoniy miqdor.

Jismning kinetik energiyasi nima ekanligini tushunish uchun oʻzgarmas kuch (F=const) taʼsirida massasi m boʻlgan jismning bir tekis tezlanish (a=const) bilan toʻgʻri chiziq boʻylab harakatlanishini koʻrib chiqing. Bu jismning tezlik moduli v1 dan v2 ga o‘zgarganda jismga qo‘yilgan kuchning bajargan ishi aniqlansin.

Ma'lumki, doimiy kuchning ishi formula bo'yicha hisoblanadi. Biz ko'rib chiqayotgan holatda F kuchning yo'nalishi va siljishi s mos kelganligi sababli, u holda , va keyin biz kuchning ishi A = Fs ga teng ekanligini olamiz. Nyutonning ikkinchi qonunidan foydalanib, biz F=ma kuchini topamiz. To'g'ri chiziqli bir tekis tezlashtirilgan harakat uchun formula to'g'ri keladi:

Ushbu formuladan biz tananing harakatini ifodalaymiz:

Topilgan F va S qiymatlarini ish formulasiga almashtiramiz va biz quyidagilarni olamiz:

Oxirgi formuladan ko'rinib turibdiki, bu jismning tezligi o'zgarganda tanaga qo'llaniladigan kuchning ishi ma'lum bir miqdorning ikkita qiymati orasidagi farqga teng. Mexanik ish esa energiya o'zgarishining o'lchovidir. Shuning uchun formulaning o'ng tomonida ma'lum bir tananing ikkita energiya qiymati o'rtasidagi farq mavjud. Bu shuni anglatadiki, miqdor tananing harakati tufayli energiyani ifodalaydi. Bu energiya kinetik energiya deb ataladi. U Wk deb belgilangan.

Agar biz olingan ish formulasini olsak, unda biz olamiz

Jismning tezligi o'zgarganda kuchning bajargan ishi shu jismning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng

Shuningdek, mavjud:

Potensial energiya:

Formulada biz foydalandik:

Kinetik energiya

Tana massasi

Tana tezligi