Механикалық жұмыс. Бірлік.[өңдеу]
“Күнделікті өмірдің ұғымы “жұмыс” біз түсінеміз.

Физика түсінік жұмысы біршама өзгеше. Бұл белгілі бір физикалық шама, яғни, оны өлшеуге болады. Физика зерделенеді, ең алдымен, механикалық жұмыс.

Қарастырайық мысалдар механикалық жұмыс.

Поезд қозғалады күшінің әсерімен тартымын электровоз кезінде жасалатын механикалық жұмыс. Оқ атылған кезде ішінен мылтық күші қысым үшін оқ-дәрілік газдардың жасайды жұмысқа ауыстырады пулю бойында оқпан, жылдамдығы оқтың бұл ретте артып келеді.

Осы мысалдар көрсетіп отырғандай, механикалық жұмыс жасалады, кезде дене күшінің әсерімен қозғалады. Механикалық жұмыс жасалады және егер күш, әрекет ете отырып, дене (мысалы, үйкеліс күші) азайтады, оның қозғалыс жылдамдығы.

Ниет білдіре отырып, жылжытуға шкаф, біз күшпен оған надавливаем, бірақ егер ол бұл қозғалыс емес, келеді, онда механикалық жұмыс емес ұйым жасайтын. Болады елестету жағдайда дене қозғалады қатысуынсыз күштері (инерция), бұл жағдайда механикалық жұмыс, сондай-ақ жасалады.

Сонымен, механикалық жұмыс жасалады, тек ол кезде денесі жұмыс істейді күш, және ол қозғалады.

Қиын емес екенін түсінуге қарағанда үлкен күш әрекет етеді денесі және ұзын жол, өтетін дене әсерінен осы күштің, үлкен жұмыс жасалады.

Механикалық жұмыс тікелей пропорционалды қоса берілген күші мен тікелей пропорционалды өткізілген.

Сондықтан, сөз байласты өлшеуге механикалық жұмысқа туындысы күш жолына, жүріп өткен бағыт бойынша осы күштер:

жұмыс = күш х жол

немесе

A = Fs,

мұндағы А – жұмыс, F – күш, s – жүріп өткен жолы.

Бірлігіне жұмыс қабылданады жұмыс жасайтын күш 1Н, тең 1 м.

Бірлігі – джоуль (Дж) есімімен ағылшын ғалымы Джоуль. Осылайша,

1 Дж = 1Н · м.

Пайдаланылады сондай-ақ, килоджоули (кДж) .

1 кДж = 1000 Дж.

Формула А = Fs қолданылады, егер күш F тұрақты және қозғалыс бағытымен сәйкес келеді дене.

Егер күштің бағыты қозғалыс бағытымен сәйкес келеді дененің болса, онда бұл күш жасайды жұмысына оң баға берді.

Егер дене қозғалысы жүреді бағытына қарама-қарсы бағыттағы қоса берілген күштер (мысалы, үйкеліс күші сырғанау болса, онда бұл күш теріс жұмыс жасайды.

A = -Fs.

Егер жіберу ететін күштің дене қозғалыс бағытына перпендикуляр болса, онда бұл күш жұмыс жасамайды, жұмыс нөлге тең:

A = 0.

Бұдан әрі туралы айтқанда, механикалық жұмыс, біз қысқаша оны қазақ деп атауын бір сөзбен айтқанда жұмыс көп.

Мысал. Ойда есептеңіз, совершаемую көтеру кезінде гранитті плиталар көлемі 0,5 м3, биіктігі 20 м. гранит Тығыздығы 2500 кг/м3.

Запишем шарт міндеттері, және оны шешеміз.

Берілді:

V = 0,5 м3

ρ = 2500 кг/м3

h = 20 м
Шешімі:

A = Fs,

онда F -күш, ол қажет үшін біркелкі көтеру, пешті жоғары. Бұл күш модулі бойынша тең күші ауыр Fтяж қолданыстағы плитасын, т. е. F = Fтяж. Ал ауырлық күші анықтауға болады, салмағы бойынша тақталар: Fтяж = gm. Көптеген тақталар вычислим біле тұра, оның көлемі мен тығыздығы гранит: m = ρV; s = h, яғни жолы тең көтерілу биіктігі.

Сонымен, m = 2500 кг/м3 · 0,5 м3 = 1250 кг.

F = 9,8 Н/кг · 1250 кг ≈ 12 250 Н.

A = 12 250 Н · 20 м = 245 000 Дж = 245 кДж.

А – ?
Жауабы: А =245 кДж.

Рычагтар.Қуаты.Энергия[өңдеу]
Жасауға бір жұмыс әр түрлі қозғалтқыштар талап етіледі әр түрлі уақытта. Мысалы, көтергіш кран құрылыста бірнеше минут көтереді ғимараттың жоғарғы қабаттарына жүздеген кірпіш. Егер бұл кірпіштер перетаскивал жұмыс болса, оған бұл үшін уақыт қажет болды еді бірнеше сағат. Басқа бір мысал. Гектар жылқы алады вспахать үшін 10-12 сағат, трактор, сол многолемешным соқамен (лемех – бөлігі соқа, подрезающая пласт земли төменнен беруші оны үйіндіге; многолемешный – көп лемехов), бұл жұмысты орындайды 40-50 мин.

Анық, көтергіш кран сол жұмыс жасайды тезірек жұмыс, ал трактор – тезірек қарағанда жылқы. Жұмыстың орындалу тездігін сипаттайтын ерекше шамасы, деп аталатын қуаты.

Қуаты тең қатысты жұмыс уақыты, ол мәміле.

Есептеу үшін қуаты, керек жұмысты бөлу кезінде, оның ішінде жасалуға бұл жұмыс. қуат = жұмыс/уақыт.

немесе

N = A/t,

мұндағы N – қуат, A – жұмыс, t – уақыт, орындалған жұмыс.

Қуаты – шамасы тұрақты болған әрбір секунд үшін жасалады бірдей жұмыс, басқа да жағдайларда қатынасы A/t айқындайды орташа қуаты:

Nср = A/t . Бірлік үшін қуат қатысты осындай қуаты, онда 1-жасалатын жұмыс, Дж.

Бұл бірлік деп аталады ваттом (Вт) құрметіне тағы бір ағылшын ғалымы Уатта.

Сонымен,

1 ватт = 1 джоуль/ 1 секунд немесе 1 Вт = 1 Дж/с .

Ватт (джоуль секундына) – Сн ( 1 Дж/с).

Техникада кеңінен пайдаланылады ірі бірлік қуаттылығы киловатт (кВт), мегаватт (МВт) .

1 МВт = 1 000 000 Вт

1 кВт = 1000 Вт

1 мВт = 0,001 Вт

1 Вт = 0,000001 МВт

1 Вт = 0,001 кВт

1 Вт = 1000 мВт

Мысал. Табу қуаты су ағынының ағып өтетін арқылы бөгетті, егер судың құлау биіктігі 25 м, ал шығыны – 120 м3 минутына.

Запишем шарт міндеттері және оны шешеміз.
Берілді:

h = 25 м

V = 120 м3

ρ = 1000 кг/м3

t = 60 c

g = 9,8 м/с2
Шешімі:

Массасы құлау су: m = ρV,

m = 1000 кг/м3 · 120 м3 = 120 000 кг (12 · 104 кг).

Ауырлық күші әрекет ететін су:

F = gm,

F = 9.8 м/с2 · 120 000 кг ≈ 1 200 000 Н (12 · 105 Н)

Жұмыс жасайтын ағынымен минутына:

A = Fh,

А – 1 200 000 Н · 25 м = 30 000 000 Дж (3 · 107 Дж).

Қуат ағынының: N = A/t,

N = 30 000 000 Дж / 60 = 500 000 Вт = 0,5 МВт.

N – ?
Жауабы: N = 0.5 МВт.

Түрлі қозғалтқыштардың қуаты жүздік және ондық үлестерінен киловатта (қозғалтқыш электр ұстаралар, тігін машиналары) дейін жүздеген мың киловатт (су және бу турбиналары).

5-кесте.

Қуаты кейбір қозғалтқыштар, кВт.

Көлік құралының түрі қозғалтқыш Қуаты көлік құралының Түрі қозғалтқыш Қуаты
Автомобиль “Волга – 3102” 70 Зымыран тасығышы ғарыш
Ан-2 740
Дизель тепловоз ТЭ10Л 2200 “Восток” 15 000 000
Ми – 8 Тікұшағы Мен 2×1100 “Энергия” 125 000 000
Әрбір қозғалтқышта бар тақтайша (паспорт қозғалтқыш), онда көрсетілген кейбір деректер туралы қозғалтқышта, соның ішінде оның қуаты.

Қуаты кезінде адамның қалыпты жұмыс жағдайында орта есеппен тең 70-80 Вт. Жасай отырып секіру, взбегая саты бойынша, адам дамыта алады қуаты 730 Вт, ал жекелеген жағдайларда да үлкен.

Біле қозғалтқыш қуаты, есептеуге болады, совершаемую осы қозғалтқышпен ішінде қандай да бір уақыт аралығы.

Бірі формуласы N = A/t бұл

A = Nt.

Есептеу үшін, қажет қуаты-ге көбейту уақыт совершалась бұл жұмыс.

Мысал. Қозғалтқыш комнатного желдеткіштің бар қуаты 35 Вт. Қандай жұмыс, ол жасайды, 10 мин?

Запишем шарт міндеттері және оны шешеміз.

Берілді:

N = 35 Вт

t = 10 мин

A = ?

Си-600 с.

Шешімі:

A = Nt,

A = 35 Вт * 600с = 21 000 Вт* с = 21 000 Дж = 21 кДж.

Жауабы A = 21 кДж.

Жай механизмдер.[өңдеу]
S pomoshyu blokov.jpg
Ерте заманнан бері адам пайдаланады механикалық жұмыс жасауға, әр түрлі құрал-жабдықтар.

Prostiye mechanizmy.jpg
Prostiye mechanizmy 2.jpg
Әрбір белгілі, бұл ауыр зат (тас, шкаф, станок), ол мүмкін емес жылжытуға қолмен жылжытуға болады көмегімен жеткілікті ұзын таяқтар – тетікті.

Drevniye egiptyane.jpg
Қазіргі уақытта болып саналады, ол арқылы тұтқалар үш мың жыл бұрын салу кезінде пирамидалар Ежелгі Мысырда передвигали көтерді және үлкен биіктікке ауыр тас тақталар.

Көптеген жағдайларда, орнына көтеру ауыр жүк кейбір биіктігі, оны вкатывать немесе втаскивать сол биіктікке көлбеу жазықтық бойынша немесе көтеру арқылы блоктар.

Құрал-жабдықтар, қызметшілер түрлендіру үшін күш деп аталады механизмдерді басқару.

Қарапайым механизмдер жатады: рычагтар және оның түрлері – блок, қақпа; наклонная жазықтық және оның түрлері – клин, бұранда. Көп жағдайда қарапайым механизмдер қолданады алу үшін ұтыс күшінде, яғни, күшін қолданыстағы денесіне бірнеше рет.

Жай механизмдер бар және тұрмыстық, және барлық күрделі зауыттық және фабрикалық машиналарда, режут, скручивают және штампуют үлкен табақтар және болат немесе вытягивают тончайшие жіптер, олардың ішінде жасалады, содан кейін мата. Осы тетіктерін анықтауға болады және қазіргі заманғы күрделі автоматтарда, баспа және есептеу машиналарында.

Тетік. Тепе-теңдік күштердің рычаге.[өңдеу]
Қарастырайық ең қарапайым және көп таралған тетігі – рычаг.

Rychag ravnovesiye na rychage 1.jpg
Рычаг дегеніміз қатты дене, ол айналасында айналатын қозғалмайтын тіректер.

Суреттерде көрсетілгендей, жұмыс көтеру үшін жүктің тетігі ретінде пайдаланады сынықтары. Бірінші жағдайда жұмыс күшімен F басады аяғына сынықтары B, екінші – ұстара соңына B.

Жұмыс еңсеру керек жүктің салмағы, P – күші бағытталған тігінен төмен. Ол бұрылады бұл үшін сынықтары айналасында осі арқылы өтетін жалғыз неподвижную нүктесін сынықтары – нүктесі оның тіректері О. Күш F, жұмыс әрекет тетігі, аз күш P, осылайша, жұмыс алады ұтыс күшінде. Көмегімен тұтқаны көтеруге болады мұндай ауыр жүк, ол өз күшімен көтеруге болмайды.

Суретте бейнеленген иінтірегі, айналу осі оның Туралы (точка опоры) орналасқан нүктелер арасындағы қосымшаның күштері А және В. басқа суретте көрсетілген сызба осы тетікті. Екі күштер F1 және F2, қолданыстағы тетігі, бағытталған бір жағына.

Қысқа қашықтық арасындағы тірек нүктесі және түзудің бойымен әрекет ететін ” рычаг күші деп аталады иық күштер.

Табу үшін иыққа күш керек нүктесінен тіректер перпендикуляр түсіру керек жолға әрекет күштер.
Ұзындығы осы перпендикуляр мен иық осы күштер. Суретте көрсетілгендей, бұл КА – иық күштер F1; ОВ – иық күштер F2 . Күштер рычаг мүмкін бұру, оның айналасында осі екі бағытта: барысы бойынша немесе қарсы барысын сағат тіліне. Осылайша, күш F1 айналдыратын рычаг жүрісі бойынша сағат тіліне, ал күш F2 айналдыратын, оны сағат тіліне қарсы.