הגדרת מושגים פיזיקליים עבודה ו. משימות שונות לעבודה. עבודה מכנית בפיזיקה

מאפייני האנרגיה של התנועה מוצגים על בסיס הרעיון של עבודה מכנית או עבודה של כוח.

הגדרה 1

עבודה A המבוצעת על ידי כוח קבוע F → היא גודל פיזיקלי השווה למכפלת מודולי הכוח והתזוזה, כפול הקוסינוס של הזווית α ממוקם בין וקטורי הכוח F → לבין תזוזה s → .

הגדרה זו נדונה באיור 1. שמונה עשרה . אחד .

נוסחת העבודה כתובה כך,

A = F s cos α .

עבודה היא כמות סקלרית. זה מאפשר להיות חיובי ב (0 ° ≤ α< 90 °) , отрицательной при (90 ° < α ≤ 180 °) . Когда задается прямой угол α , тогда совершаемая сила равняется нулю. Единицы измерения работы по системе СИ - джоули (Д ж) .

ג'אול שווה לעבודה שנעשה על ידי כוח של 1 N כדי לנוע 1 מ' בכיוון הכוח.

תמונה 1 . שמונה עשרה . אחד . כוח עבודה F → : A = F s cos α = F s s

כאשר מקרינים F s → כוח F → על כיוון התנועה s → הכוח אינו נשאר קבוע, וחישוב העבודה עבור תזוזות קטנות Δ s i סוכם והופק לפי הנוסחה:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i.

כמות העבודה הזו מחושבת מהגבול (Δ s i → 0), ולאחר מכן היא נכנסת לאינטגרל.

התמונה הגרפית של העבודה נקבעת מאזור הדמות העקמומית הממוקמת מתחת לגרף F s (x) של איור 1. שמונה עשרה . 2.

תמונה 1 . שמונה עשרה . 2. הגדרה גרפית של עבודה Δ A i = F s i Δ s i.

דוגמה לכוח תלוי קואורדינטות הוא הכוח האלסטי של קפיץ, המציית לחוק הוק. כדי למתוח את הקפיץ, יש צורך להפעיל כוח F → , המודולוס שלו פרופורציונלי להתארכות הקפיץ. ניתן לראות זאת באיור 1. שמונה עשרה . 3 .

תמונה 1 . שמונה עשרה . 3 . קפיץ מתוח. כיוון הכוח החיצוני F → עולה בקנה אחד עם כיוון העקירה s → . F s = k x , כאשר k היא קשיחות הקפיץ.

F → y p p = - F →

את התלות של מודול הכוח החיצוני בקואורדינטות x ניתן לתאר בגרף באמצעות קו ישר.

תמונה 1 . שמונה עשרה . ארבע . התלות של מודול הכוח החיצוני בקואורדינטה כאשר הקפיץ נמתח.

מהאיור לעיל, ניתן למצוא עבודה על הכוח החיצוני של הקצה החופשי הימני של הקפיץ, באמצעות שטח המשולש. הנוסחה תקבל את הצורה

נוסחה זו ישימה כדי לבטא את העבודה שנעשתה על ידי כוח חיצוני כאשר קפיץ נדחס. שני המקרים מראים שהכוח האלסטי F → y p p שווה לעבודת הכוח החיצוני F → , אך עם הסימן ההפוך.

הגדרה 2

אם מספר כוחות פועלים על הגוף, אזי הנוסחה של העבודה הכוללת תיראה כסכום כל העבודה שנעשתה עליו. כאשר הגוף נע קדימה, נקודות הפעלת הכוחות נעות באותו אופן, כלומר, סך העבודה של כל הכוחות יהיה שווה לעבודת התוצאה של הכוחות המופעלים.

תמונה 1 . שמונה עשרה . 5 . דגם של עבודה מכנית.

קביעת כוח

הגדרה 3

כּוֹחַהוא העבודה שנעשה על ידי כוח ליחידת זמן.

התיעוד של כמות הכוח הפיזיקלית, המסומנת ב-N, לובשת צורה של היחס בין עבודה A למרווח הזמן t של העבודה שבוצעה, כלומר:

הגדרה 4

מערכת ה-SI משתמשת בוואט (Wt) כיחידת ההספק, השווה להספק של כוח שעושה עבודה של 1 J ב-1 שניות.

אם אתה מבחין בטעות בטקסט, אנא סמן אותה והקש Ctrl+Enter

בחוויה היומיומית שלנו, המילה "עבודה" נפוצה מאוד. אבל צריך להבחין בין עבודה פיזיולוגית לעבודה מנקודת המבט של מדע הפיזיקה. כשאתה חוזר הביתה מהשיעור אתה אומר: "אוי, כמה אני עייף!". זו עבודה פיזיולוגית. או, למשל, עבודת הצוות בסיפור העם "לפת".

איור 1. עבודה במובן היומיומי של המילה

נדבר כאן על עבודה מנקודת מבט של פיזיקה.

עבודה מכנית נעשית כאשר כוח מזיז גוף. עבודה מסומנת באות הלטינית A. הגדרה קפדנית יותר של עבודה היא כדלקמן.

עבודתו של כוח היא גודל פיזיקלי השווה למכפלת גודל הכוח והמרחק שעבר הגוף בכיוון הכוח.

איור 2. עבודה היא כמות פיזית

הנוסחה תקפה כאשר כוח קבוע פועל על הגוף.

במערכת היחידות הבינלאומית SI, העבודה נמדדת בג'אול.

זה אומר שאם גוף זז 1 מטר תחת פעולת כוח של 1 ניוטון, אז 1 ג'אול עבודה נעשה על ידי כוח זה.

יחידת העבודה נקראת על שם המדען האנגלי ג'יימס פרסקוט ג'ול.

איור 3. ג'יימס פרסקוט ג'ול (1818 - 1889)

מהנוסחה לחישוב העבודה עולה שיש שלושה מקרים שבהם העבודה שווה לאפס.

המקרה הראשון הוא כאשר כוח פועל על הגוף, אך הגוף אינו זז. לדוגמה, כוח כבידה עצום פועל על בית. אבל היא לא עושה עבודה, כי הבית ללא תנועה.

המקרה השני הוא כאשר הגוף נע באינרציה, כלומר לא פועלים עליו כוחות. לדוגמה, חללית נעה בחלל הבין-גלקטי.

המקרה השלישי הוא כאשר כוח פועל על הגוף בניצב לכיוון התנועה של הגוף. במקרה זה, אמנם הגוף נע, והכוח פועל עליו, אך אין תנועה של הגוף לכיוון הכוח.

איור 4. שלושה מקרים בהם העבודה שווה לאפס

צריך גם לומר שעבודתו של כוח יכולה להיות שלילית. כך זה יהיה אם התנועה של הגוף מתרחשת נגד כיוון הכוח. למשל, כאשר מנוף מרים משא מעל פני הקרקע באמצעות כבל, עבודת הכובד היא שלילית (ועבודת הכוח כלפי מעלה של הכבל, להיפך, חיובית).

נניח, בעת ביצוע עבודות בנייה, הבור חייב להיות מכוסה בחול. מחפר יצטרך כמה דקות כדי לעשות זאת, ועובד עם חפירה יצטרך לעבוד כמה שעות. אבל גם המחפר וגם העובד היו מבצעים אותה עבודה.

איור 5. אותה עבודה יכולה להיעשות בזמנים שונים

כדי לאפיין את מהירות העבודה בפיזיקה, משתמשים בכמות הנקראת כוח.

כוח הוא כמות פיזית השווה ליחס העבודה לזמן ביצועה.

כוח מצוין באות לטינית נ.

יחידת ההספק SI היא הוואט.

וואט אחד הוא ההספק שבו נעשה ג'אול עבודה אחד בשנייה אחת.

יחידת הכוח נקראת על שם המדען האנגלי וממציא מנוע הקיטור ג'יימס וואט.

איור 6. ג'יימס וואט (1736 - 1819)

שלבו את הנוסחה לחישוב עבודה עם הנוסחה לחישוב הספק.

נזכיר כעת שהיחס בין הנתיב שעבר הגוף, ס, עד לזמן התנועה טהיא מהירות הגוף v.

בדרך זו, כוח שווה למכפלת הערך המספרי של הכוח ומהירות הגוף בכיוון הכוח.

נוסחה זו נוחה לשימוש בעת פתרון בעיות שבהן כוח פועל על גוף הנע במהירות ידועה.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1. Lukashik V.I., Ivanova E.V. אוסף משימות בפיזיקה לכיתות ז'-ט' של מוסדות חינוך. - מהדורה 17. - מ.: נאורות, 2004.
2. פרישקין א.ו. פיזיקה. 7 תאים - מהדורה 14, סטריאוטיפ. - M.: Bustard, 2010.
3. פרישקין א.ו. אוסף בעיות בפיזיקה, כיתות ז-ט: מהדורה ה', סטריאוטיפ. - M: Exam Publishing House, 2010.

1. פורטל האינטרנט Physics.ru ().
2. פורטל האינטרנט Festival.1september.ru ().
3. פורטל האינטרנט Fizportal.ru ().
4. פורטל האינטרנט Elkin52.narod.ru ().

שיעורי בית

1. מתי העבודה שווה לאפס?
2. מהי העבודה הנעשית בנתיב שנסע בכיוון הכוח? בכיוון ההפוך?
3. איזו עבודה מתבצעת על ידי כוח החיכוך הפועל על הלבנה כשהיא נעה 0.4 מ'? כוח החיכוך הוא 5 N.

את העבודה המכנית (עבודת כוח) אתם כבר מכירים מהקורס הבסיסי בפיזיקה בבית הספר. זכור את ההגדרה של עבודה מכנית שניתנה שם למקרים הבאים.

אם הכוח מכוון לאותו כיוון של תזוזה של הגוף, אז העבודה שנעשה על ידי הכוח

במקרה זה, העבודה שעשה הכוח היא חיובית.

אם הכוח מכוון מנוגד לתנועת הגוף, אז העבודה שעשה הכוח היא

במקרה זה, העבודה שעשה הכוח היא שלילית.

אם הכוח f_vec מכוון בניצב לתזוזה s_vec של הגוף, אז העבודה של הכוח היא אפס:

עבודה היא כמות סקלרית. יחידת העבודה נקראת ג'ול (מסומן: J) לכבודו של המדען האנגלי ג'יימס ג'ול, שמילא תפקיד חשוב בגילוי חוק שימור האנרגיה. מנוסחה (1) זה נובע:

1 J = 1 N * מ.

1. מוט במשקל 0.5 ק"ג הוזז לאורך השולחן ב-2 מ' תוך הפעלת כוח אלסטי השווה ל-4 N עליו (איור 28.1). מקדם החיכוך בין המוט לשולחן הוא 0.2. מה העבודה שנעשתה על הבר:
א) כוח הכבידה m?
ב) כוחות תגובה תקינים ?
ג) כוח אלסטי?
ד) כוחות חיכוך החלקה tr?

ניתן למצוא את העבודה הכוללת של מספר כוחות הפועלים על גוף בשתי דרכים:
1. מצא את עבודתו של כל כוח והוסף את העבודות הללו תוך התחשבות בסימנים.
2. מצא את התוצאה של כל הכוחות המופעלים על הגוף וחשב את העבודה של התוצאה.

שתי השיטות מובילות לאותה תוצאה. כדי לוודא זאת, חזור למשימה הקודמת וענה על השאלות של משימה 2.

2. מה שווה ל:
א) סכום העבודה של כל הכוחות הפועלים על הבלוק?
ב) התוצאה של כל הכוחות הפועלים על המוט?
ג) העבודה של התוצאה? במקרה הכללי (כאשר הכוח f_vec מכוון בזווית שרירותית לתזוזה s_vec), ההגדרה של עבודת הכוח היא כדלקמן.

העבודה A של כוח קבוע שווה למכפלת מודול הכוח F כפול מודול התזוזה s והקוסינוס של הזווית α בין כיוון הכוח לכיוון התזוזה:

A = Fs cos α (4)

3. הראה שההגדרה הכללית של עבודה מובילה למסקנות המוצגות בתרשים הבא. נסח אותם בעל פה ורשום אותם במחברת שלך.

4. מופעל כוח על המוט על השולחן, שהמודול שלו הוא 10 N. מהי הזווית בין כוח זה לתנועת המוט, אם כאשר המוט נע 60 ס"מ על פני השולחן, כוח זה עושה את עבודה: א) 3 J; ב) –3 י; ג) -3 י; ד) -6 J? צור שרטוטי הסבר.

2. עבודת הכבידה

תנו לגוף בעל מסה m לנוע אנכית מהגובה ההתחלתי h n לגובה הסופי h k.

אם הגוף נע למטה (h n > h k, איור 28.2, a), כיוון התנועה חופף לכיוון הכבידה, ולכן עבודת הכבידה חיובית. אם הגוף זז למעלה (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.

בשני המקרים, העבודה שנעשתה על ידי כוח הכבידה

A \u003d mg (h n - h k). (5)

הבה נמצא כעת את העבודה שנעשתה על ידי כוח המשיכה כאשר נעים בזווית לאנך.

5. גוש קטן במסה m החליק לאורך מישור משופע באורך s וגובה h (איור 28.3). המישור המשופע יוצר זווית α עם האנכי.

א) מהי הזווית בין כיוון הכבידה לכיוון התנועה של המוט? צור ציור הסבר.
ב) הביעו את עבודת הכבידה במונחים של m, g, s, α.
ג) הביעו את s במונחים של h ו-α.
ד) הביעו את עבודת הכבידה במונחים של m, g, h.
ה) מהי עבודת הכבידה כאשר המוט נע לאורך כל אותו מישור?

לאחר שהשלמתם משימה זו, וידאת שעבודת הכבידה תתבטא בנוסחה (5) גם כאשר הגוף נע בזווית לאנך - גם למעלה וגם למטה.

אבל אז הנוסחה (5) לעבודת הכבידה תקפה כאשר הגוף נע לאורך כל מסלול, כי כל מסלול (איור 28.4, א) יכול להיות מיוצג כקבוצה של "מישורים משופעים" קטנים (איור 28.4, ב). .

בדרך זו,
עבודת הכבידה בזמן תנועה אבל כל מסלול מתבטא בנוסחה

A t \u003d mg (h n - h k),

כאשר h n - הגובה ההתחלתי של הגוף, h עד - הגובה הסופי שלו.
עבודת הכבידה אינה תלויה בצורת המסלול.

לדוגמה, עבודת הכבידה בעת העברת גוף מנקודה A לנקודה B (איור 28.5) לאורך מסלול 1, 2 או 3 זהה. מכאן, במיוחד, יוצא שעבודת הכבידה בעת תנועה במסלול סגור (כאשר הגוף חוזר לנקודת ההתחלה) שווה לאפס.

6. כדור בעל מסה m, התלוי על חוט באורך l, מוסט ב-90º תוך שמירה על החוט מתוח ומשוחרר ללא דחיפה.
א) מהי עבודת הכבידה במהלך הזמן שבו הכדור נע למצב שיווי המשקל (איור 28.6)?
ב) מהי עבודת הכוח האלסטי של החוט באותו זמן?
ג) מהי העבודה של הכוחות הנובעים המופעלים על הכדור באותו זמן?

3. עבודת כוח האלסטיות

כאשר הקפיץ חוזר למצבו הלא מעוות, הכוח האלסטי תמיד עושה עבודה חיובית: הכיוון שלו עולה בקנה אחד עם כיוון התנועה (איור 28.7).

מצא את עבודת הכוח האלסטי.
מודול הכוח הזה קשור למודול העיוות x על ידי היחס (ראה סעיף 15)

ניתן למצוא את עבודתו של כוח כזה בצורה גרפית.

שימו לב תחילה שעבודתו של כוח קבוע שווה מספרית לשטח המלבן מתחת לגרף של כוח לעומת תזוזה (איור 28.8).

איור 28.9 מציג גרף של F(x) עבור הכוח האלסטי. הבה נחלק מנטלית את כל העקירה של הגוף למרווחים כה קטנים עד שהכוח על כל אחד מהם יכול להיחשב קבוע.

אז העבודה על כל אחד מהמרווחים האלה שווה מספרית לשטח האיור מתחת לקטע המתאים של הגרף. כל העבודה שווה לסכום העבודה בתחומים אלו.

כתוצאה מכך, במקרה זה, העבודה שווה מספרית גם לשטח הדמות מתחת לגרף התלות של F(x).

7. באמצעות איור 28.10, הוכח זאת

עבודת הכוח האלסטי כאשר הקפיץ חוזר למצב לא מעוות מתבטאת בנוסחה

A = (kx 2)/2. (7)

8. בעזרת הגרף באיור 28.11, הוכיחו שכאשר העיוות של הקפיץ משתנה מ-x n ל-x k, העבודה של הכוח האלסטי מתבטאת בנוסחה

מנוסחה (8) אנו רואים שעבודת הכוח האלסטי תלויה רק ​​בעיוות הראשוני והסופי של הקפיץ, לכן, אם הגוף מעוות קודם, ואז הוא חוזר למצבו ההתחלתי, אז העבודה של האלסטית. הכוח הוא אפס. נזכיר שלעבודת הכבידה יש ​​את אותה תכונה.

9. ברגע הראשוני, המתח של הקפיץ בקשיחות של 400 N/m הוא 3 ס"מ. הקפיץ נמתח עוד 2 ס"מ.
א) מהו העיוות הסופי של הקפיץ?
ב) מה העבודה שעושה הכוח האלסטי של הקפיץ?

10. ברגע הראשוני, קפיץ עם קשיחות של 200 N/m נמתח ב-2 ס"מ, וברגע האחרון הוא נדחס ב-1 ס"מ. מהי עבודת הכוח האלסטי של הקפיץ?

4. עבודת כוח החיכוך

תנו לגוף להחליק על תומך קבוע. כוח החיכוך המחליק הפועל על הגוף מופנה תמיד מנוגד לתנועה, ולכן, עבודתו של כוח החיכוך המחליק שלילית לכל כיוון תנועה (איור 28.12).

לכן, אם המוט מועבר ימינה, ועם יתד באותו מרחק שמאלה, אז, למרות שהוא חוזר למיקומו ההתחלתי, העבודה הכוללת של כוח החיכוך המחליק לא תהיה שווה לאפס. זהו ההבדל החשוב ביותר בין עבודת כוח החיכוך המחליק לעבודת כוח הכבידה וכוח האלסטיות. נזכיר כי עבודת הכוחות הללו בעת הזזת הגוף לאורך מסלול סגור שווה לאפס.

11. מוט במסה של 1 ק"ג הוזז לאורך השולחן כך שמסלולו התברר כריבוע עם צלע של 50 ס"מ.
א) האם הבלוק חזר לנקודת ההתחלה שלו?
ב) מהי העבודה הכוללת של כוח החיכוך הפועל על המוט? מקדם החיכוך בין המוט לשולחן הוא 0.3.

5. כוח

לרוב, חשובה לא רק העבודה, אלא גם מהירות העבודה. הוא מאופיין בכוח.

ההספק P הוא היחס בין העבודה שבוצעה A למרווח הזמן t שבמהלכו מתבצעת עבודה זו:

(לפעמים כוח במכניקה מסומן באות N, ובאלקטרודינמיקה באות P. אנו מוצאים שנוח יותר להשתמש באותו ייעוד של כוח).

יחידת ההספק היא הוואט (מסומן: W), על שם הממציא האנגלי ג'יימס וואט. מנוסחה (9) עולה כי

1 W = 1 J/s.

12. איזה כוח מפתח אדם על ידי הרמה אחידה של דלי מים במשקל 10 ק"ג לגובה 1 מ' למשך 2 שניות?

לרוב נוח לבטא כוח לא במונחים של עבודה וזמן, אלא במונחים של כוח ומהירות.

שקול את המקרה כאשר הכוח מופנה לאורך העקירה. ואז העבודה של הכוח A = Fs. החלפת ביטוי זה בנוסחה (9) עבור כוח, נקבל:

P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (עשר)

13. מכונית נוסעת בכביש אופקי במהירות של 72 קמ"ש. במקביל, המנוע שלו מפתח הספק של 20 קילוואט. מהו כוח ההתנגדות לתנועת המכונית?

רֶמֶז. כאשר מכונית נעה לאורך כביש אופקי במהירות קבועה, כוח המתיחה שווה בערכו המוחלט לכוח הגרירה של המכונית.

14. כמה זמן ייקח להרים באופן שווה גוש בטון במשקל 4 טון לגובה של 30 מ', אם הספק מנוע המנוף הוא 20 קילוואט, ויעילות מנוע המנוף היא 75%?

רֶמֶז. יעילות המנוע החשמלי שווה ליחס בין עבודת הרמת העומס לעבודת המנוע.

שאלות ומשימות נוספות

15. כדור במסה של 200 גרם נזרק ממרפסת בגובה 10 ובזווית של 45º לאופק. לאחר שהגיע לגובה מרבי של 15 מ' בטיסה, הכדור נפל על הקרקע.
א) מהי העבודה שעושה כוח הכבידה בהרמת הכדור?
ב) מהי העבודה שעושה כוח הכבידה כאשר הכדור מוורד?
ג) מהי העבודה שעושה כוח הכבידה במהלך כל מעוף הכדור?
ד) האם יש נתונים נוספים בתנאי?

16. כדור במשקל 0.5 ק"ג תלוי בקפיץ בקשיחות של 250 N/m ונמצא בשיווי משקל. הכדור מורם כך שהקפיץ לא מתעוות ומשתחרר ללא דחיפה.
א) לאיזה גובה הוגבה הכדור?
ב) מהי עבודת הכבידה במהלך הזמן שבו הכדור נע למצב שיווי המשקל?
ג) מהי עבודת הכוח האלסטי במהלך הזמן שבו הכדור נע למצב שיווי המשקל?
ד) מהי העבודה של התוצאה של כל הכוחות המופעלים על הכדור במהלך הזמן שבו הכדור נע למצב שיווי המשקל?

17. מזחלת במשקל 10 ק"ג גולשת במורד הר מושלג עם זווית נטייה α = 30º ללא מהירות התחלתית ונוסעת מרחק מה לאורך משטח אופקי (איור 28.13). מקדם החיכוך בין המזחלת לשלג הוא 0.1. אורך בסיס ההר l = 15 מ'.

א) מהו מודול כוח החיכוך כאשר המזחלת נעה על משטח אופקי?
ב) מהי עבודת כוח החיכוך כאשר המזחלת נעה לאורך משטח אופקי במסלול של 20 מ'?
ג) מהו מודול כוח החיכוך כאשר המזחלת נעה במעלה ההר?
ד) מה העבודה שעושה כוח החיכוך במהלך ירידת המזחלת?
ה) מהי העבודה שעושה כוח הכבידה במהלך הירידה של המזחלת?
ו) מהי עבודתם של הכוחות שנוצרו הפועלים על המזחלת בירידה מההר?

18. מכונית במשקל 1 טון נעה במהירות של 50 קמ"ש. המנוע מפתח הספק של 10 קילוואט. צריכת הבנזין היא 8 ליטר ל-100 ק"מ. צפיפות הבנזין היא 750 ק"ג/מ"ק וחום הבעירה הסגולי שלו הוא 45 MJ/ק"ג. מהי יעילות המנוע? האם יש נתונים נוספים במצב?
רֶמֶז. יעילותו של מנוע חום שווה ליחס בין העבודה שעשה המנוע לכמות החום המשתחררת במהלך הבעירה של הדלק.

מידע תיאורטי בסיסי

עבודה מכנית

מאפייני האנרגיה של התנועה מוצגים על בסיס הרעיון עבודה מכנית או עבודת כוח. עבודה שנעשתה על ידי כוח קבוע ו, היא גודל פיזיקלי השווה למכפלת מודולי הכוח והתזוזה, כפול הקוסינוס של הזווית בין וקטורי הכוח וועקירה ס:

עבודה היא כמות סקלרית. זה יכול להיות חיובי (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). בְּ α = 90° העבודה שעשה הכוח היא אפס. במערכת SI, העבודה נמדדת בג'אול (J). ג'אול שווה לעבודה שנעשה על ידי כוח של 1 ניוטון לנוע 1 מטר בכיוון הכוח.

אם הכוח משתנה עם הזמן, אז כדי למצוא את העבודה, הם בונים גרף של תלות הכוח בעקירה ומוצאים את שטח הדמות מתחת לגרף - זו העבודה:

דוגמה לכוח שמודולוס שלו תלוי בקואורדינטה (תזוזה) הוא הכוח האלסטי של קפיץ, המציית לחוק הוק ( ו extr = kx).

כּוֹחַ

העבודה שעושה כוח ליחידת זמן נקראת כּוֹחַ. כּוֹחַ פ(המכונה לפעמים נ) היא כמות פיזית השווה ליחס העבודה אלטווח הזמן טבמהלכה הושלמה עבודה זו:

נוסחה זו מחשבת כוח ממוצע, כלומר כוח המאפיין בדרך כלל את התהליך. אז, עבודה יכולה להתבטא גם במונחים של כוח: א = Pt(אלא אם כן, כמובן, הכוח והזמן של ביצוע העבודה ידועים). יחידת ההספק נקראת וואט (W) או 1 ג'אול לשנייה. אם התנועה אחידה, אז:

עם הנוסחה הזו נוכל לחשב כוח מיידי(הספק בזמן נתון), אם במקום מהירות נחליף את ערך המהירות המיידית בנוסחה. איך לדעת איזה כוח לספור? אם המשימה מבקשת כוח בנקודת זמן או בנקודה כלשהי במרחב, אז היא נחשבת מיידית. אם אתה שואל על כוח על פני פרק זמן מסוים או קטע של הנתיב, אז חפש את ההספק הממוצע.

יעילות - גורם יעילות, שווה ליחס בין עבודה מועילה לבזבזת, או כוח שימושי להוצאה:

איזו עבודה מועילה ומה מושקע נקבעת ממצבה של משימה מסוימת על ידי חשיבה לוגית. למשל, אם מנוף אכן עובד להרמת מטען לגובה מסוים, אז עבודת הרמת המטען תועיל (שכן המנוף נוצר עבורו), ותבזבז את העבודה שנעשה על ידי המנוע החשמלי של המנוף.

לכן, לכוח שימושי ומושקע אין הגדרה קפדנית, והם נמצאים על ידי נימוקים לוגיים. בכל משימה עלינו לקבוע מה במשימה זו הייתה מטרת ביצוע העבודה (עבודה שימושית או כוח), ומה היה המנגנון או דרך ביצוע כל העבודה (הוצאה של כוח או עבודה).

במקרה הכללי, היעילות מראה באיזו יעילות המנגנון ממיר סוג אחד של אנרגיה לאחר. אם ההספק משתנה עם הזמן, אז העבודה נמצאת כשטח של הדמות מתחת לגרף של כוח מול זמן:

אנרגיה קינטית

נקראת כמות פיזיקלית השווה למחצית ממכפלת מסת הגוף וריבוע מהירותו אנרגיה קינטית של הגוף (אנרגיה של תנועה):

כלומר, אם מכונית עם מסה של 2000 ק"ג נעה במהירות של 10 מ' לשנייה, אזי יש לה אנרגיה קינטית השווה ל ה k \u003d 100 kJ והוא מסוגל לבצע עבודה של 100 kJ. ניתן להמיר אנרגיה זו לחום (כאשר המכונית בולמת, צמיגי הגלגלים, הכביש ודיסקי הבלמים מתחממים) או לבזבז על עיוות של המכונית והגוף שהמכונית התנגשה בו (בתאונה). כאשר מחשבים אנרגיה קינטית, אין זה משנה לאן המכונית נעה, שכן אנרגיה, כמו עבודה, היא כמות סקלרית.

לגוף יש אנרגיה אם הוא יכול לעשות עבודה.לדוגמה, לגוף נע יש אנרגיה קינטית, כלומר. אנרגיית התנועה, ומסוגלת לעשות עבודה לעיוות גופים או להקנות תאוצה לגופים שאיתם מתרחשת התנגשות.

המשמעות הפיזית של אנרגיה קינטית: על מנת שגוף במנוחה עם מסה Mהתחיל לנוע במהירות vיש צורך לבצע עבודה שווה לערך המתקבל של אנרגיה קינטית. אם מסת הגוף Mנע במהירות v, אז כדי לעצור אותו, יש צורך לבצע עבודה שווה לאנרגיה הקינטית הראשונית שלו. במהלך הבלימה, האנרגיה הקינטית "נלקחת" בעיקר (למעט מקרים של התנגשות, כאשר האנרגיה משמשת לעיוות) "נלקחת" על ידי כוח החיכוך.

משפט האנרגיה הקינטית: עבודת הכוח הנוצר שווה לשינוי באנרגיה הקינטית של הגוף:

משפט האנרגיה הקינטית תקף גם במקרה הכללי כאשר הגוף נע תחת פעולת כוח משתנה, שכיוונו אינו עולה בקנה אחד עם כיוון התנועה. נוח ליישם את המשפט הזה בבעיות של האצה והאטה של ​​גוף.

אנרגיה פוטנציאלית

יחד עם האנרגיה הקינטית או אנרגיית התנועה בפיזיקה, תפקיד חשוב ממלא המושג אנרגיה פוטנציאלית או אנרגיה של אינטראקציה של גופים.

אנרגיה פוטנציאלית נקבעת לפי המיקום ההדדי של הגופים (לדוגמה, מיקומו של הגוף ביחס לפני כדור הארץ). ניתן להציג את המושג אנרגיה פוטנציאלית רק עבור כוחות שעבודתם אינה תלויה במסלול הגוף ונקבעת רק על ידי המיקום הראשוני והסופי (מה שנקרא כוחות שמרניים). העבודה של כוחות כאלה במסלול סגור היא אפס. תכונה זו מוחזקת על ידי כוח הכבידה וכוח האלסטיות. עבור כוחות אלה, אנו יכולים להציג את המושג של אנרגיה פוטנציאלית.

אנרגיה פוטנציאלית של גוף בשדה הכבידה של כדור הארץמחושב לפי הנוסחה:

המשמעות הפיזית של האנרגיה הפוטנציאלית של הגוף: האנרגיה הפוטנציאלית שווה לעבודה שנעשתה על ידי כוח הכבידה בעת הורדת הגוף לרמת אפס ( חהוא המרחק ממרכז הכובד של הגוף לרמת האפס). אם לגוף יש אנרגיה פוטנציאלית, אז הוא מסוגל לעשות עבודה כאשר הגוף הזה נופל מגובה חלרדת לאפס. עבודת הכבידה שווה לשינוי באנרגיה הפוטנציאלית של הגוף, בסימן ההפוך:

לעתים קרובות במשימות לאנרגיה, אתה צריך למצוא עבודה כדי להרים (להתהפך, לצאת מהבור) את הגוף. בכל המקרים הללו, יש להתחשב בתנועה לא של הגוף עצמו, אלא רק של מרכז הכובד שלו.

האנרגיה הפוטנציאלית Ep תלויה בבחירת רמת האפס, כלומר בבחירת המקור של ציר OY. בכל בעיה, רמת האפס נבחרת מטעמי נוחות. לא לאנרגיה הפוטנציאלית עצמה יש משמעות פיזית, אלא השינוי שלה כאשר הגוף עובר מעמדה אחת לאחרת. שינוי זה אינו תלוי בבחירת רמת האפס.

אנרגיה פוטנציאלית של קפיץ מתוחמחושב לפי הנוסחה:

איפה: ק- נוקשות האביב. קפיץ מתוח (או דחוס) מסוגל להניע גוף המחובר אליו, כלומר להקנות אנרגיה קינטית לגוף זה. לכן, למעיין כזה יש מאגר אנרגיה. מתיחה או דחיסה איקסחייב להיות מחושב מהמצב הלא מעוות של הגוף.

האנרגיה הפוטנציאלית של גוף מעוות אלסטי שווה לעבודת הכוח האלסטי במהלך המעבר ממצב נתון למצב עם אפס דפורמציה. אם במצב ההתחלתי הקפיץ כבר היה מעוות, והתארכותו הייתה שווה ל איקס 1, ואז במעבר למצב חדש עם התארכות איקס 2, הכוח האלסטי יעשה עבודה שווה לשינוי באנרגיה הפוטנציאלית, בסימן ההפוך (מכיוון שהכוח האלסטי מכוון תמיד נגד העיוות של הגוף):

אנרגיה פוטנציאלית במהלך דפורמציה אלסטית היא אנרגיית האינטראקציה של חלקים בודדים בגוף זה עם זה על ידי כוחות אלסטיים.

עבודת כוח החיכוך תלויה במרחק שעבר (סוג זה של כוח שעבודתו תלויה במסלול ובמרחק שעבר נקרא: כוחות פיזור). לא ניתן להציג את הרעיון של אנרגיה פוטנציאלית עבור כוח החיכוך.

יְעִילוּת

גורם יעילות (COP)- מאפיין של יעילות מערכת (מכשיר, מכונה) ביחס להמרה או העברה של אנרגיה. הוא נקבע על פי היחס בין האנרגיה השימושית המשמשת לכמות האנרגיה הכוללת שמתקבלת על ידי המערכת (הנוסחה כבר ניתנה לעיל).

ניתן לחשב יעילות הן מבחינת עבודה והן מבחינת כוח. עבודה מועילה ומושקעת (כוח) נקבעת תמיד על ידי חשיבה לוגית פשוטה.

במנועים חשמליים, יעילות היא היחס בין העבודה המכנית המבוצעת (השימושית) לאנרגיה החשמלית המתקבלת מהמקור. במנועי חום, היחס בין עבודה מכנית שימושית לכמות החום שהוצאה. בשנאים חשמליים, היחס בין האנרגיה האלקטרומגנטית המתקבלת בפיתול המשני לבין האנרגיה הנצרכת בפיתול הראשוני.

בשל כלליותו, מושג היעילות מאפשר להשוות ולהעריך מנקודת מבט מאוחדת מערכות שונות כגון כורים גרעיניים, גנרטורים ומנועים חשמליים, תחנות כוח תרמיות, התקני מוליכים למחצה, עצמים ביולוגיים וכו'.

בשל הפסדי האנרגיה הבלתי נמנעים עקב חיכוך, חימום של הגופים הסובבים וכו'. היעילות תמיד פחותה מאחדות.בהתאם לכך, היעילות מתבטאת כשבריר מהאנרגיה המושקעת, כלומר כשבר ראוי או באחוזים, והיא כמות חסרת מימד. יעילות מאפיינת את מידת היעילות של מכונה או מנגנון. היעילות של תחנות כוח תרמיות מגיעה ל-35-40%, מנועי בעירה פנימית עם טעינה וקירור מקדים - 40-50%, דינמות וגנראטורים בעלי הספק גבוה - 95%, שנאים - 98%.

המשימה שבה אתה צריך למצוא את היעילות או שהיא ידועה, אתה צריך להתחיל עם נימוק הגיוני - איזו עבודה מועילה ומה מושקע.

חוק שימור אנרגיה מכנית

אנרגיה מכנית מלאהסכום האנרגיה הקינטית (כלומר, אנרגיית התנועה) והפוטנציאל (כלומר, אנרגיית האינטראקציה של גופים על ידי כוחות הכבידה והגמישות) נקרא:

אם אנרגיה מכנית לא עוברת לצורות אחרות, למשל, לאנרגיה פנימית (תרמית), אזי סכום האנרגיה הקינטית והפוטנציאלית נשאר ללא שינוי. אם אנרגיה מכנית מומרת לאנרגיה תרמית, אז השינוי באנרגיה המכנית שווה לעבודת כוח החיכוך או הפסדי האנרגיה, או כמות החום המשתחררת, וכן הלאה, במילים אחרות, השינוי באנרגיה המכנית הכוללת הוא שווה לעבודה של כוחות חיצוניים:

סכום האנרגיות הקינטיות והפוטנציאליות של הגופים המרכיבים מערכת סגורה (כלומר, כזו שבה לא פועלים כוחות חיצוניים, ועבודתם שווה לאפס, בהתאמה) ומקיימים אינטראקציה זה עם זה על ידי כוחות כבידה וכוחות אלסטיים, נותר ללא שינוי:

אמירה זו מבטאת חוק שימור האנרגיה (LSE) בתהליכים מכניים. זה תוצאה של חוקי ניוטון. חוק שימור האנרגיה המכנית מתגשם רק כאשר הגופים במערכת סגורה מתקשרים זה עם זה על ידי כוחות של גמישות וכוח משיכה. בכל הבעיות על חוק שימור האנרגיה תמיד יהיו לפחות שני מצבים של מערכת הגופים. החוק אומר שסך האנרגיה של המצב הראשון יהיה שווה לסך האנרגיה של המצב השני.

אלגוריתם לפתרון בעיות בחוק שימור האנרגיה:

1. מצא את הנקודות של המיקום הראשוני והסופי של הגוף.
2. רשום אילו או אילו אנרגיות יש לגוף בנקודות אלו.
3. השוו את האנרגיה הראשונית והאחרונה של הגוף.
4. הוסף משוואות נחוצות אחרות מנושאים קודמים בפיזיקה.
5. פתרו את המשוואה או מערכת המשוואות המתקבלת באמצעות שיטות מתמטיות.

חשוב לציין שחוק שימור האנרגיה המכנית איפשר להשיג קשר בין הקואורדינטות והמהירויות של הגוף בשתי נקודות שונות של המסלול מבלי לנתח את חוק התנועה של הגוף בכל נקודות הביניים. היישום של חוק שימור האנרגיה המכנית יכול לפשט מאוד את הפתרון של בעיות רבות.

בתנאים אמיתיים, כמעט תמיד גופים נעים, יחד עם כוחות כבידה, כוחות אלסטיים וכוחות אחרים, מושפעים מכוחות חיכוך או כוחות התנגדות של המדיום. עבודת כוח החיכוך תלויה באורך השביל.

אם פועלים כוחות חיכוך בין הגופים המרכיבים מערכת סגורה, אזי האנרגיה המכנית לא נשמרת. חלק מהאנרגיה המכנית מומרת לאנרגיה פנימית של גופים (חימום). לפיכך, האנרגיה בכללותה (כלומר לא רק אנרגיה מכנית) נשמרת בכל מקרה.

בכל אינטראקציה פיזית, אנרגיה אינה מתעוררת ואינה נעלמת. זה משתנה רק מצורה אחת לאחרת. עובדה זו שנקבעה בניסוי מבטאת את חוק הטבע היסודי - חוק שימור והתמרה של אנרגיה.

אחת ההשלכות של חוק שימור והתמרה של אנרגיה היא הקביעה שאי אפשר ליצור "מכונת תנועה תמידית" (perpetuum mobile) - מכונה שיכולה לעשות עבודה ללא הגבלת זמן מבלי לצרוך אנרגיה.

משימות עבודה שונות

אם אתה צריך למצוא עבודה מכנית בבעיה, תחילה בחר את השיטה למציאתה:

1. ניתן למצוא משרות באמצעות הנוסחה: א = FSחַסַת עָלִים α . מצא את הכוח שעושה את העבודה ואת כמות התזוזה של הגוף תחת פעולת הכוח הזה במסגרת הייחוס שנבחרה. שימו לב שיש לבחור את הזווית בין וקטורי הכוח והתזוזה.
2. ניתן למצוא את העבודה של כוח חיצוני כהבדל בין האנרגיה המכנית במצב הסופי וההתחלתי. אנרגיה מכנית שווה לסכום האנרגיות הקינטיות והפוטנציאליות של הגוף.
3. ניתן למצוא את העבודה שנעשתה כדי להרים גוף במהירות קבועה על ידי הנוסחה: א = mgh, איפה ח- הגובה אליו הוא עולה מרכז הכובד של הגוף.
4. ניתן למצוא עבודה כתוצר של כוח וזמן, כלומר. לפי הנוסחה: א = Pt.
5. ניתן למצוא עבודה כשטח של דמות מתחת לגרף של כוח מול תזוזה או כוח מול זמן.

חוק שימור האנרגיה והדינמיקה של תנועה סיבובית

המשימות של נושא זה מורכבות למדי מבחינה מתמטית, אך עם הכרת הגישה הן נפתרות על פי אלגוריתם סטנדרטי לחלוטין. בכל הבעיות תצטרך לשקול את סיבוב הגוף במישור האנכי. הפתרון יצמצם לרצף הפעולות הבא:

1. יש צורך לקבוע את הנקודה המעניינת אותך (הנקודה בה יש צורך לקבוע את מהירות הגוף, כוח מתח החוט, משקל וכן הלאה).
2. רשום את החוק השני של ניוטון בנקודה זו, בהתחשב בכך שהגוף מסתובב, כלומר יש לו תאוצה צנטריפטית.
3. רשום את חוק שימור האנרגיה המכנית כך שיכיל את מהירות הגוף באותה נקודה מאוד מעניינת, כמו גם את המאפיינים של מצב הגוף במצב כלשהו שעליו ידוע משהו.
4. בהתאם לתנאי, הביעו את המהירות בריבוע ממשוואה אחת והחליפו אותה באחרת.
5. בצע את שאר הפעולות המתמטיות הנדרשות כדי להשיג את התוצאה הסופית.

בעת פתרון בעיות, זכור כי:

• התנאי למעבר הנקודה העליונה בזמן סיבוב על החוטים במהירות מינימלית הוא כוח התגובה של התמיכה נבנקודה העליונה היא 0. אותו תנאי מתקיים כאשר עוברים דרך הנקודה העליונה של הלולאה המתה.
• בסיבוב על מוט, התנאי למעבר כל המעגל הוא: המהירות המינימלית בנקודה העליונה היא 0.
• התנאי להפרדה של הגוף מפני השטח של הכדור הוא שכוח התגובה של התומך בנקודת ההפרדה הוא אפס.

התנגשויות לא אלסטיות

חוק שימור האנרגיה המכנית וחוק שימור המומנטום מאפשרים למצוא פתרונות לבעיות מכניות במקרים בהם הכוחות הפועלים אינם ידועים. דוגמה לבעיות כאלה היא אינטראקציית ההשפעה של גופים.

פגיעה (או התנגשות)נהוג לקרוא לאינטראקציה קצרת טווח של גופים, וכתוצאה מכך המהירויות שלהם חוות שינויים משמעותיים. במהלך התנגשות הגופים פועלים ביניהם כוחות פגיעה קצרי טווח, שגודלם, ככלל, אינו ידוע. לכן, אי אפשר לשקול את אינטראקציית ההשפעה ישירות בעזרת חוקי ניוטון. היישום של חוקי שימור האנרגיה והתנופה מאפשר במקרים רבים להוציא את תהליך ההתנגשות מהשיקול ולקבל יחס בין מהירויות הגופים לפני ואחרי ההתנגשות, תוך עקיפת כל ערכי הביניים של הכמויות הללו.

לעתים קרובות צריך להתמודד עם אינטראקציית ההשפעה של גופים בחיי היומיום, בטכנולוגיה ובפיזיקה (במיוחד בפיזיקה של האטום והחלקיקים היסודיים). במכניקה, לרוב משתמשים בשני מודלים של אינטראקציית השפעה - השפעות אלסטיות לחלוטין ובלתי אלסטיות לחלוטין.

השפעה לא אלסטית לחלוטיןאינטראקציית זעזוע כזו נקראת, שבה הגופים מחוברים (נדבקים) זה בזה וממשיכים הלאה כגוף אחד.

בהשפעה לא אלסטית לחלוטין, אנרגיה מכנית אינה נשמרת. זה עובר באופן חלקי או מלא לאנרגיה הפנימית של הגופים (חימום). כדי לתאר השפעות כלשהן, עליך לרשום הן את חוק שימור המומנטום והן את חוק שימור האנרגיה המכנית, תוך התחשבות בחום המשוחרר (רצוי מאוד לצייר ציור מראש).

השפעה אלסטית לחלוטין

השפעה אלסטית לחלוטיןנקראת התנגשות שבה נשמרת האנרגיה המכנית של מערכת גופים. במקרים רבים, התנגשויות של אטומים, מולקולות וחלקיקים יסודיים מצייתים לחוקי ההשפעה האלסטית לחלוטין. עם השפעה אלסטית לחלוטין, יחד עם חוק שימור המומנטום, מתקיים חוק שימור האנרגיה המכנית. דוגמה פשוטה להתנגשות אלסטית מושלמת תהיה הפגיעה המרכזית של שני כדורי ביליארד, שאחד מהם היה במנוחה לפני ההתנגשות.

אגרוף מרכזכדורים נקראים התנגשות, שבה המהירויות של הכדורים לפני ואחרי הפגיעה מכוונות לאורך קו המרכזים. לפיכך, באמצעות חוקי שימור האנרגיה המכנית והתנע, ניתן לקבוע את מהירויות הכדורים לאחר ההתנגשות, אם ידועות המהירויות שלהם לפני ההתנגשות. ההשפעה המרכזית מתממשת לעתים רחוקות מאוד בפועל, במיוחד כשמדובר בהתנגשויות של אטומים או מולקולות. בהתנגשות אלסטית לא מרכזית, המהירויות של חלקיקים (כדורים) לפני ואחרי ההתנגשות אינן מכוונות לאורך אותו קו ישר.

מקרה מיוחד של פגיעה אלסטית לא מרכזית הוא התנגשות של שני כדורי ביליארד מאותה מסה, שאחד מהם היה נייח לפני ההתנגשות, ומהירותו של השני לא הייתה מכוונת לאורך קו מרכזי הכדורים. במקרה זה, וקטורי המהירות של הכדורים לאחר התנגשות אלסטית מכוונים תמיד בניצב אחד לשני.

חוקי שימור. משימות קשות

מספר גופים

בכמה משימות על חוק שימור האנרגיה, לכבלים שאיתם חלק מהאובייקטים נעים יכולים להיות מסה (כלומר, לא להיות חסרי משקל, כפי שאולי כבר התרגלתם אליו). במקרה זה, יש לקחת בחשבון גם את העבודה של הזזת כבלים כאלה (כלומר, מרכזי הכובד שלהם).

אם שני גופים המחוברים במוט חסר משקל מסתובבים במישור אנכי, אז:

1. בחר רמת אפס לחישוב אנרגיה פוטנציאלית, למשל, ברמת ציר הסיבוב או ברמת הנקודה הנמוכה ביותר שבה נמצא אחד העומסים וצור ציור;
2. כתוב חוק שימור האנרגיה המכנית, שבו כתוב בצד שמאל סכום האנרגיות הקינטיות והפוטנציאליות של שני הגופים במצב ההתחלתי, וסכום האנרגיות הקינטיות והפוטנציאליות של שני הגופים במצב הסופי כתוב בצד ימין;
3. קח בחשבון שהמהירויות הזוויתיות של הגופים זהות, ואז המהירויות הליניאריות של הגופים פרופורציונליות לרדיוסי הסיבוב;
4. במידת הצורך, רשום את החוק השני של ניוטון עבור כל אחד מהגופים בנפרד.

פרץ טיל

במקרה של פרץ קליע, משתחררת אנרגיה נפיצה. כדי למצוא אנרגיה זו, יש צורך להחסיר את האנרגיה המכנית של הקליע לפני הפיצוץ מסכום האנרגיות המכניות של השברים לאחר הפיצוץ. נשתמש גם בחוק שימור התנע, הכתוב בצורה של משפט הקוסינוס (שיטת וקטור) או בצורה של השלכות על צירים נבחרים.

התנגשויות עם צלחת כבדה

מניחים לעבר צלחת כבדה שזזה במהירות v, כדור קל של מסה נע Mעם מהירות uנ. מכיוון שתנע הכדור קטן בהרבה מהתנופה של הצלחת, מהירות הצלחת לא תשתנה לאחר הפגיעה, והיא תמשיך לנוע באותה מהירות ובאותו כיוון. כתוצאה מפגיעה אלסטית, הכדור יעוף מהצלחת. כאן חשוב להבין זאת מהירות הכדור ביחס לצלחת לא תשתנה. במקרה זה, עבור המהירות הסופית של הכדור נקבל:

לפיכך, מהירות הכדור לאחר הפגיעה גדלה פי שניים ממהירות הקיר. נימוק דומה למקרה שבו הכדור והצלחת נעו באותו כיוון לפני הפגיעה מביאה לתוצאה שמהירות הכדור מופחתת פי שניים ממהירות הקיר:

בפיזיקה ובמתמטיקה, בין היתר, יש לעמוד בשלושה תנאים חיוניים:

1. למד את כל הנושאים והשלם את כל המבחנים והמטלות שניתנו בחומרי הלימוד באתר זה. כדי לעשות זאת, אתה לא צריך כלום, כלומר: להקדיש שלוש עד ארבע שעות כל יום להתכונן ל-CT בפיזיקה ומתמטיקה, לימוד תיאוריה ופתרון בעיות. העובדה היא שה-CT הוא בחינה שבה לא מספיק רק לדעת פיזיקה או מתמטיקה, צריך גם להיות מסוגל לפתור במהירות וללא כשלים מספר רב של בעיות בנושאים שונים ומורכבות משתנה. את האחרון אפשר ללמוד רק על ידי פתרון אלפי בעיות.
2. למד את כל הנוסחאות והחוקים בפיזיקה, ונוסחאות ושיטות במתמטיקה. למעשה, זה גם מאוד פשוט לעשות את זה, יש רק כ-200 נוסחאות הכרחיות בפיזיקה, ואפילו קצת פחות במתמטיקה. בכל אחד מהמקצועות הללו קיימות כתריסר שיטות סטנדרטיות לפתרון בעיות ברמת מורכבות בסיסית, שגם אותן ניתן ללמוד, וכך, באופן אוטומטי לחלוטין וללא קושי, לפתור את רוב הטרנספורמציה הדיגיטלית בזמן הנכון. לאחר מכן, תצטרך לחשוב רק על המשימות הקשות ביותר.
3. השתתף בכל שלושת השלבים של בדיקות החזרות בפיזיקה ובמתמטיקה. ניתן לבקר בכל RT פעמיים כדי לפתור את שתי האפשרויות. שוב, ב-DT, בנוסף ליכולת לפתור בעיות במהירות וביעילות, והכרת נוסחאות ושיטות, יש צורך גם ביכולת לתכנן נכון זמן, לחלק כוחות, והכי חשוב למלא נכון את טופס התשובה. , מבלי לבלבל בין מספר התשובות והמשימות, או את שם המשפחה שלך. כמו כן, במהלך ה-RT, חשוב להתרגל לסגנון הצגת השאלות במשימות, שעלול להיראות מאוד חריג לאדם לא מוכן ב-DT.

יישום מוצלח, חרוץ ואחראי של שלוש הנקודות הללו יאפשר לך להראות תוצאה מצוינת ב-CT, המקסימום ממה שאתה מסוגל.

מצאתם שגיאה?

אם, כפי שזה נראה לך, מצאתם טעות בחומרי ההדרכה, אנא כתבו על כך בדואר. אתה יכול גם לכתוב על השגיאה ברשת החברתית (). במכתב ציינו את הנושא (פיזיקה או מתמטיקה), את השם או המספר של הנושא או המבחן, מספר המשימה או המקום בטקסט (עמוד) בו יש, לדעתכם, טעות. תאר גם מהי הטעות לכאורה. מכתבך לא ייעלם מעיניהם, או שהשגיאה תתוקן, או שיוסבר לך מדוע אין זו טעות.

ניתן לתאר כל גוף שזז כעבודה. במילים אחרות, הוא מאפיין את פעולת הכוחות.

העבודה מוגדרת כ:
מכפלת מודול הכוח והנתיב שעובר הגוף, כפול הקוסינוס של הזווית בין כיוון הכוח לתנועה.

העבודה נמדדת בג'ול:
1 [J] = = [ק"ג* m2/s2]

לדוגמה, גוף A, בהשפעת כוח של 5 N, עבר 10 מ'. קבע את העבודה שעשה הגוף.

מכיוון שכיוון התנועה ופעולתו של הכוח זהים, הזווית בין וקטור הכוח לוקטור התזוזה תהיה שווה ל-0°. הנוסחה מפושטת מכיוון שהקוסינוס של זווית ב-0° הוא 1.

החלפת הפרמטרים הראשוניים בנוסחה, אנו מוצאים:
A= 15 J.

שקול דוגמה נוספת, גוף עם מסה של 2 ק"ג, שנע בתאוצה של 6 מ' / s2, עבר 10 מ'. קבע את העבודה שעשה הגוף אם הוא נע כלפי מעלה לאורך מישור משופע בזווית של 60 מעלות.

מלכתחילה, אנו מחשבים איזה כוח יש להפעיל כדי להודיע ​​לגוף על תאוצה של 6 m/s2.

F = 2 ק"ג * 6 m/s2 = 12 H.
תחת פעולת כוח של 12H, הגוף נסע 10 מ'. ניתן לחשב את העבודה באמצעות הנוסחה הידועה כבר:

כאשר, a שווה ל-30 מעלות. החלפת הנתונים הראשוניים בנוסחה, נקבל:
A= 103.2 J.

כּוֹחַ

מכונות רבות של מנגנונים מבצעות את אותה עבודה במשך פרק זמן שונה. כדי להשוות ביניהם, המושג כוח מוצג.
כוח הוא מדד לכמות העבודה שנעשתה ליחידת זמן.

הספק נמדד בוואטים, על פי המהנדס הסקוטי ג'יימס וואט.
1 [וואט] = 1 [J/s].

לדוגמה, מנוף גדול הרים תוך דקה מטען במשקל 10 טון לגובה של 30 מ'. מנוף קטן הרים 2 טונות של לבנים לאותו גובה בדקה אחת. השווה בין יכולות מנוף.
הגדירו את העבודה המבוצעת על ידי מנופים. העומס עולה ב-30 מ', תוך התגברות על כוח הכבידה, כך שהכוח המושקע בהרמת המטען יהיה שווה לכוח האינטראקציה בין כדור הארץ לעומס (F = m*g). והעבודה היא תוצר של כוחות ושל המרחק שעוברת הסחורה, כלומר הגובה.

למנוף גדול A1 = 10,000 ק"ג * 30 מ' * 10 מ' / s2 = 3,000,000 J, ולמנוף קטן A2 = 2,000 ק"ג * 30 מ' * 10 מ' / s2 = 600,000 J.
ניתן לחשב כוח על ידי חלוקת עבודה לפי זמן. שני העגורנים הרימו את העומס תוך דקה אחת (60 שניות).

מכאן:
N1 = 3,000,000 J/60 s = 50,000 W = 50 קילוואט.
N2 = 600,000 J / 60 s = 10,000 W = 10 קילוואט.
מהנתונים לעיל ניתן לראות בבירור שהעגורן הראשון חזק פי 5 מהשני.