Melakukan pekerjaan mekanis. Rumus yang berguna

Setiap benda yang melakukan suatu gerak dapat dicirikan dengan usaha. Dengan kata lain, ini mencirikan aksi kekuatan.

Pekerjaan didefinisikan sebagai:
Hasil kali modulus gaya dan lintasan yang ditempuh benda, dikalikan dengan kosinus sudut antara arah gaya dan gerak.

Pekerjaan diukur dalam Joule:
1 [J] = = [kg* m2/s2]

Misalnya benda A, di bawah pengaruh gaya 5 N, menempuh jarak 10 m, tentukan usaha yang dilakukan benda tersebut.

Karena arah gerak dan aksi gaya bertepatan, sudut antara vektor gaya dan vektor perpindahan akan sama dengan 0°. Rumusnya akan disederhanakan karena kosinus sudut 0° sama dengan 1.

Mengganti parameter awal ke dalam rumus, kami menemukan:
SEBUAH= 15J.

Mari kita perhatikan contoh lain: sebuah benda bermassa 2 kg, yang bergerak dengan percepatan 6 m/s2, telah menempuh jarak 10 m. Tentukan usaha yang dilakukan oleh benda tersebut jika benda tersebut bergerak ke atas sepanjang bidang miring dengan sudut 60°.

Pertama, mari kita hitung berapa gaya yang perlu diberikan untuk memberikan percepatan 6 m/s2 pada benda.

F = 2 kg * 6 m/s2 = 12 jam.
Di bawah pengaruh gaya 12N, benda bergerak sejauh 10 m, usaha dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang sudah diketahui:

Dimana a sama dengan 30°. Mengganti data awal ke dalam rumus yang kita peroleh:
SEBUAH= 103,2J.

Kekuatan

Banyak mesin dan mekanisme melakukan pekerjaan yang sama dalam periode waktu yang berbeda. Untuk membandingkannya, konsep kekuasaan diperkenalkan.
Daya adalah besaran yang menunjukkan besarnya usaha yang dilakukan per satuan waktu.

Daya diukur dalam Watt, diambil dari nama insinyur Skotlandia James Watt.
1 [Watt] = 1 [J/dtk].

Misalnya, sebuah crane besar mengangkat beban seberat 10 ton ke ketinggian 30 m dalam waktu 1 menit. Sebuah derek kecil mengangkat 2 ton batu bata ke ketinggian yang sama dalam waktu 1 menit. Bandingkan kapasitas derek.
Mari kita definisikan usaha yang dilakukan oleh crane. Beban naik 30m sambil mengatasi gaya gravitasi, sehingga gaya yang dikeluarkan untuk mengangkat beban sama dengan gaya interaksi antara bumi dan beban (F = m*g). Dan usaha adalah hasil kali gaya dengan jarak yang ditempuh oleh beban, yaitu dengan ketinggian.

Untuk derek besar A1 = 10.000 kg * 30 m * 10 m/s2 = 3.000.000 J, dan untuk derek kecil A2 = 2.000 kg * 30 m * 10 m/s2 = 600.000 J.
Daya dapat dihitung dengan membagi usaha dengan waktu. Kedua crane tersebut mengangkat beban dalam waktu 1 menit (60 detik).

Dari sini:
N1 = 3.000.000 J/60 detik = 50.000 W = 50 kW.
N2 = 600.000 J/ 60 detik = 10.000 W = 10 kW.
Dari data di atas terlihat jelas bahwa crane pertama 5 kali lebih kuat dari crane kedua.

Pekerjaan mekanis. Unit kerja.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita memahami segala sesuatu dengan konsep “kerja”.

Dalam fisika, konsepnya Pekerjaan agak berbeda. Merupakan besaran fisis tertentu yang artinya dapat diukur. Dalam fisika itu dipelajari terutama pekerjaan mekanis .

Mari kita lihat contoh kerja mekanik.

Kereta bergerak di bawah gaya traksi lokomotif listrik, dan kerja mekanis dilakukan. Ketika pistol ditembakkan, gaya tekanan gas bubuk bekerja - ia menggerakkan peluru di sepanjang laras, dan kecepatan peluru meningkat.

Dari contoh-contoh ini jelas bahwa kerja mekanis dilakukan ketika suatu benda bergerak di bawah pengaruh gaya. Pekerjaan mekanis terjadi juga ketika suatu gaya yang bekerja pada suatu benda (misalnya, gaya gesekan) mengurangi kecepatan geraknya.

Ingin memindahkan kabinet, kita menekannya dengan kuat, tetapi jika tidak bergerak, maka kita tidak melakukan pekerjaan mekanis. Dapat dibayangkan suatu kasus ketika suatu benda bergerak tanpa partisipasi gaya (dengan inersia), dalam hal ini kerja mekanis juga tidak dilakukan.

Jadi, kerja mekanis dilakukan hanya ketika suatu gaya bekerja pada suatu benda dan benda itu bergerak .

Tidak sulit untuk memahami bahwa semakin besar gaya yang bekerja pada benda dan semakin panjang jalur yang ditempuh benda di bawah pengaruh gaya ini, semakin besar pula usaha yang dilakukan.

Usaha mekanik berbanding lurus dengan gaya yang diberikan dan berbanding lurus dengan jarak yang ditempuh .

Oleh karena itu, kami sepakat untuk mengukur kerja mekanis dengan hasil kali gaya dan jalur yang dilalui sepanjang arah gaya ini:

usaha = gaya × lintasan

Di mana A- Pekerjaan, F- kekuatan dan S- jarak tempuh.

Satuan usaha dianggap usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1N pada lintasan sepanjang 1 m.

Satuan kerja - Joule (J ) dinamai ilmuwan Inggris Joule. Dengan demikian,

1 J = 1Nm.

Juga digunakan kilojoule (kJ) .

1 kJ = 1000J.

Rumus SEBUAH = Fs berlaku ketika kekuatan F konstan dan bertepatan dengan arah gerak benda.

Jika arah gaya bertepatan dengan arah gerak benda, maka gaya tersebut melakukan kerja positif.

Jika benda bergerak berlawanan arah dengan arah gaya yang diberikan, misalnya gaya gesekan geser, maka gaya tersebut melakukan kerja negatif.

Jika arah gaya yang bekerja pada benda tegak lurus terhadap arah gerak, maka gaya tersebut tidak melakukan usaha, usahanya nol:

Nantinya, berbicara tentang kerja mekanis, kita akan menyebutnya secara singkat dalam satu kata - kerja.

Contoh. Hitunglah usaha yang dilakukan ketika mengangkat lempengan granit yang volumenya 0,5 m3 ke ketinggian 20 m, massa jenis granit adalah 2500 kg/m3.

Diberikan:

ρ = 2500kg/m3

Larutan:

dimana F adalah gaya yang harus diterapkan untuk mengangkat pelat secara merata. Gaya ini sama modulusnya dengan gaya Fstrand yang bekerja pada pelat, yaitu F = Fstrand. Dan gaya gravitasi dapat ditentukan oleh massa pelat: Fberat = gram. Mari kita hitung massa lempengan, mengetahui volume dan massa jenis granit: m = ρV; s = h, yaitu lintasan sama dengan tinggi angkat.

Jadi, 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.

Menjawab: SEBUAH =245 kJ.

Pengungkit.Kekuatan.Energi

Untuk melakukan pekerjaan yang sama, diperlukan mesin yang berbeda waktu yang berbeda. Misalnya, derek di lokasi konstruksi mengangkatnya dalam beberapa menit lantai atas bangunan ratusan batu bata. Jika batu bata ini dipindahkan oleh seorang pekerja, ia memerlukan waktu beberapa jam untuk melakukannya. Contoh lain. Seekor kuda dapat membajak satu hektar lahan dalam waktu 10-12 jam, sedangkan traktor dengan bajak multi-bagian ( mata bajak- bagian dari bajak yang memotong lapisan bumi dari bawah dan memindahkannya ke tempat pembuangan; multi-mata bajak - banyak mata bajak), pekerjaan ini akan selesai dalam 40-50 menit.

Jelaslah bahwa derek melakukan pekerjaan yang sama lebih cepat daripada pekerja, dan traktor melakukan pekerjaan yang sama lebih cepat daripada kuda. Kecepatan kerja dicirikan oleh besaran khusus yang disebut daya.

Daya sama dengan perbandingan kerja dengan waktu pelaksanaannya.

Untuk menghitung daya, Anda perlu membagi pekerjaan dengan waktu selama pekerjaan ini dilakukan. daya = usaha/waktu.

Di mana N- kekuatan, A- Pekerjaan, T- waktu pekerjaan selesai.

Daya adalah kuantitas yang konstan ketika usaha yang sama dilakukan setiap detik; dalam kasus lain rasio Pada menentukan daya rata-rata:

N rata-rata = Pada . Satuan daya dianggap daya yang menghasilkan J usaha yang dilakukan dalam 1 s.

Satuan ini disebut watt ( W) untuk menghormati ilmuwan Inggris lainnya, Watt.

1 watt = 1 joule/1 detik, atau 1 W = 1 J/s.

Watt (joule per detik) - W (1 J/s).

Unit daya yang lebih besar banyak digunakan dalam teknologi - kilowat (kW), megawatt (MW) .

1 MW = 1.000.000 W

1kW = 1000W

1mW = 0,001W

1 W = 0,000001 MW

1W = 0,001kW

1W = 1000mW

Contoh. Hitunglah kuat aliran air yang mengalir melalui bendungan jika tinggi jatuhnya air 25 m dan debit alirannya 120 m3 per menit.

Diberikan:

ρ = 1000kg/m3

Larutan:

Massa air yang jatuh: m = ρV,

m = 1000 kg/m3 120 m3 = 120.000 kg (12.104 kg).

Gravitasi yang bekerja pada air:

F = 9,8 m/s2 120.000 kg ≈ 1.200.000 N (12 105 N)

Usaha yang dilakukan berdasarkan aliran per menit:

A - 1.200.000 N · 25 m = 30.000.000 J (3 · 107 J).

Daya aliran: N = A/t,

N = 30.000.000 J / 60 detik = 500.000 W = 0,5 MW.

Menjawab: N = 0,5 MW.

Berbagai mesin memiliki kekuatan mulai dari seperseratus dan sepersepuluh kilowatt (mesin pisau cukur listrik, mesin jahit) hingga ratusan ribu kilowatt (turbin air dan uap).

Tabel 5.

Kekuatan beberapa mesin, kW.

Setiap mesin memiliki pelat (paspor mesin), yang menunjukkan beberapa informasi tentang mesin, termasuk tenaganya.

Tenaga manusia di kondisi normal bekerja rata-rata adalah 70-80 W. Saat melompat atau berlari menaiki tangga, seseorang dapat mengembangkan daya hingga 730 W, dan dalam beberapa kasus bahkan lebih.

Dari rumus N = A/t berikut ini

Untuk menghitung usaha, perlu mengalikan daya dengan waktu selama pekerjaan ini dilakukan.

Contoh. Motor kipas ruangan mempunyai daya sebesar 35 watt. Berapa banyak pekerjaan yang dia lakukan dalam 10 menit?

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan:

Larutan:

A = 35 W * 600s = 21.000 W * s = 21.000 J = 21 kJ.

Menjawab A= 21 kJ.

Mekanisme sederhana.

Sejak dahulu kala, manusia telah menggunakan berbagai perangkat untuk melakukan pekerjaan mekanis.

Semua orang tahu bahwa benda berat (batu, lemari, peralatan mesin), yang tidak dapat digerakkan dengan tangan, dapat digerakkan dengan bantuan tongkat - tuas yang cukup panjang.

Saat ini diyakini bahwa dengan bantuan tuas tiga ribu tahun yang lalu selama pembangunan piramida di Mesir Kuno memindahkan dan mengangkat lempengan batu yang berat ke tempat yang sangat tinggi.

Dalam banyak kasus, alih-alih mengangkat beban berat ke ketinggian tertentu, beban tersebut dapat digulung atau ditarik ke ketinggian yang sama bidang miring atau angkat dengan balok.

Alat yang digunakan untuk mengubah gaya disebut mekanisme .

Mekanisme sederhana meliputi: tuas dan variasinya - blok, gerbang; bidang miring dan variasinya - baji, sekrup. Umumnya mekanisme sederhana digunakan untuk mendapatkan kekuatan, yaitu untuk meningkatkan gaya yang bekerja pada tubuh beberapa kali.

Mekanisme sederhana ditemukan di rumah tangga dan semua mesin industri dan pabrik yang kompleks yang memotong, memutar, dan mencap lembaran besar baja atau tarik benang terbaik dari mana kain kemudian dibuat. Mekanisme yang sama dapat ditemukan pada mesin otomatis modern yang kompleks, mesin cetak dan hitung.

Lengan tuas. Keseimbangan gaya pada tuas.

Mari kita pertimbangkan mekanisme paling sederhana dan paling umum - tuas.

Tuasnya adalah padat, yang dapat berputar di sekitar penyangga tetap.

Gambar tersebut menunjukkan bagaimana seorang pekerja menggunakan linggis sebagai tuas untuk mengangkat suatu beban. Dalam kasus pertama, pekerja dengan paksa F menekan ujung linggis B, di detik - memunculkan akhir B.

Pekerja perlu mengatasi beban yang berat P- gaya diarahkan secara vertikal ke bawah. Untuk melakukan ini, ia memutar linggis di sekitar sumbu yang melewati satu-satunya diam titik puncaknya adalah titik dukungannya TENTANG. Memaksa F yang digunakan pekerja untuk bekerja pada tuas adalah gaya yang lebih kecil P, demikianlah pekerja menerima mendapatkan kekuatan. Dengan menggunakan tuas, Anda dapat mengangkat beban yang begitu berat sehingga Anda tidak dapat mengangkatnya sendiri.

Gambar tersebut menunjukkan sebuah tuas yang sumbu putarnya adalah TENTANG(titik tumpu) terletak di antara titik-titik penerapan gaya A Dan DI DALAM. Gambar lain menunjukkan diagram tuas ini. Kedua kekuatan F 1 dan F 2 yang bekerja pada tuas diarahkan ke satu arah.

Jarak terpendek antara titik tumpu dan garis lurus tempat gaya bekerja pada tuas disebut lengan gaya.

Untuk mencari lengan gaya, Anda perlu menurunkan garis tegak lurus dari titik tumpu ke garis kerja gaya.

Panjang garis tegak lurus ini akan menjadi lengan gaya ini. Gambar tersebut menunjukkan hal itu OA- kekuatan bahu F 1; OB- kekuatan bahu F 2. Gaya yang bekerja pada tuas dapat memutarnya pada porosnya dalam dua arah: searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam. Ya, kekuatan F 1 memutar tuas searah jarum jam, dan gaya F 2 memutarnya berlawanan arah jarum jam.

Kondisi di mana tuas berada dalam keseimbangan di bawah pengaruh gaya yang diterapkan padanya dapat ditentukan secara eksperimental. Harus diingat bahwa hasil kerja suatu gaya tidak hanya bergantung pada nilai numeriknya (modulus), tetapi juga pada titik penerapannya pada benda, atau bagaimana arahnya.

Berbagai beban digantungkan pada tuas (lihat gambar) pada kedua sisi titik tumpu sehingga setiap kali tuas tetap seimbang. Gaya yang bekerja pada tuas sama dengan berat beban tersebut. Untuk setiap kasus, modul gaya dan bahunya diukur. Dari pengalaman yang ditunjukkan pada Gambar 154, jelas bahwa gaya 2 N menyeimbangkan kekuatan4 N. Dalam hal ini, seperti dapat dilihat dari gambar, bahu dengan kekuatan lebih kecil adalah 2 kali lebih besar dari bahu dengan kekuatan lebih besar.

Berdasarkan percobaan tersebut, kondisi (aturan) keseimbangan tuas ditetapkan.

Sebuah tuas berada dalam keadaan setimbang bila gaya-gaya yang bekerja padanya berbanding terbalik dengan lengan gaya-gaya tersebut.

Aturan ini dapat ditulis sebagai rumus:

F 1/F 2 = aku 2/ aku 1 ,

Di mana F 1Dan F 2 - gaya yang bekerja pada tuas, aku 1Dan aku 2 , - bahu gaya-gaya ini (lihat gambar).

Aturan keseimbangan tuas ditetapkan oleh Archimedes sekitar tahun 287 - 212. SM e. (tapi di paragraf terakhir dikatakan bahwa tuas digunakan oleh orang Mesir? Atau di sini peran penting memainkan kata "terpasang"?)

Dari aturan ini dapat disimpulkan bahwa gaya yang lebih kecil dapat digunakan untuk menyeimbangkan gaya yang lebih besar dengan menggunakan tuas. Misalkan salah satu lengan tuas berukuran 3 kali lebih besar dari lengan lainnya (lihat gambar). Kemudian dengan memberikan gaya misalnya 400 N di titik B, Anda dapat mengangkat sebuah batu seberat 1200 N. Untuk mengangkat beban yang lebih berat lagi, Anda perlu menambah panjang lengan tuas tempat pekerja bekerja.

Contoh. Dengan menggunakan tuas, seorang pekerja mengangkat sebuah lempengan yang beratnya 240 kg (lihat Gambar 149). Berapakah gaya yang dilakukannya pada lengan tuas yang lebih besar yaitu 2,4 m jika lengan yang lebih kecil adalah 0,6 m?

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan:

Larutan:

Menurut aturan keseimbangan tuas, F1/F2 = l2/l1, maka F1 = F2 l2/l1, dimana F2 = P adalah berat batu. Berat batu asd = gram, F = 9,8 N 240 kg ≈ 2400 N

Maka F1 = 2400 N · 0,6/2,4 = 600 N.

Menjawab: F1 = 600 N.

Dalam contoh kita, pekerja mengatasi gaya sebesar 2400 N dengan memberikan gaya sebesar 600 N pada tuas.Tetapi dalam kasus ini, lengan yang dikenai gaya oleh pekerja adalah 4 kali lebih panjang daripada lengan yang dikenai beban batu. ( aku 1 : aku 2 = 2,4 m: 0,6 m = 4).

Dengan menerapkan aturan leverage, kekuatan yang lebih kecil dapat menyeimbangkan kekuatan yang lebih besar. Dalam hal ini, bahu dengan kekuatan lebih kecil harus lebih panjang dari bahu dengan kekuatan lebih besar.

Momen kekuasaan.

Anda sudah mengetahui aturan keseimbangan tuas:

F 1 / F 2 = aku 2 / aku 1 ,

Dengan menggunakan sifat proporsi (hasil kali suku-suku ekstremnya sama dengan hasil kali suku-suku tengahnya), kita tuliskan dalam bentuk ini:

F 1aku 1 = F 2 aku 2 .

Di sisi kiri persamaan adalah hasil kali gaya F 1 di bahunya aku 1, dan di sebelah kanan - produk gaya F 2 di bahunya aku 2 .

Hasil kali modulus gaya putar benda dan bahunya disebut momen kekuatan; itu dilambangkan dengan huruf M. Artinya

Sebuah tuas berada dalam kesetimbangan akibat aksi dua gaya jika momen gaya yang memutarnya searah jarum jam sama dengan momen gaya yang memutarnya berlawanan arah jarum jam.

Aturan ini disebut aturan momen , dapat dituliskan sebagai rumus:

M1 = M2

Memang, dalam percobaan yang kita pertimbangkan (§ 56), gaya-gaya yang bekerja sama dengan 2 N dan 4 N, bahunya masing-masing sebesar 4 dan 2 tekanan tuas, yaitu momen gaya-gaya ini sama ketika tuas berada dalam kesetimbangan .

Momen gaya, seperti besaran fisika lainnya, dapat diukur. Satuan momen gaya diasumsikan momen gaya sebesar 1 N, yang lengannya tepat 1 m.

Satuan ini disebut newton meter (Nm).

Momen gaya mencirikan aksi suatu gaya, dan menunjukkan bahwa momen tersebut bergantung secara simultan pada modulus gaya dan daya ungkitnya. Kita telah mengetahui, misalnya, bahwa aksi suatu gaya pada sebuah pintu bergantung pada besarnya gaya tersebut dan pada tempat di mana gaya tersebut diterapkan. Semakin mudah memutar pintu, semakin jauh gaya yang bekerja padanya dari sumbu rotasi. Lebih baik membuka murnya panjang-panjang kunci daripada pendek. Semakin mudah mengangkat ember dari sumur, semakin panjang pegangan pintunya, dll.

Pengungkit dalam teknologi, kehidupan sehari-hari dan alam.

Aturan daya ungkit (atau aturan momen) mendasari tindakan berbagai jenis alat dan perangkat yang digunakan dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari yang memerlukan peningkatan kekuatan atau perjalanan.

Kami memperoleh kekuatan saat bekerja dengan gunting. Gunting - ini adalah tuas(gbr), sumbu putarannya terjadi melalui sekrup yang menghubungkan kedua bagian gunting. Kekuatan akting F 1 adalah kekuatan otot tangan orang yang memegang gunting. Kekuatan melawan F 2 adalah gaya hambatan bahan yang dipotong dengan gunting. Tergantung pada tujuan gunting, desainnya bervariasi. Gunting kantor yang dirancang untuk memotong kertas memiliki bilah panjang dan gagang yang panjangnya hampir sama. Tidak diperlukan pemotongan kertas kekuatan yang besar, dan dengan pisau yang panjang akan lebih mudah untuk memotong dalam garis lurus. Gunting pemotong lembaran logam(Gbr.) memiliki pegangan yang jauh lebih panjang daripada bilahnya, karena gaya hambatan logamnya besar dan untuk menyeimbangkannya, gaya kerja lengan harus ditingkatkan secara signifikan. Perbedaan antara panjang gagang dan jarak bagian pemotongan serta sumbu putaran semakin besar pemotong kawat(Gbr.), dirancang untuk memotong kawat.

Pengungkit berbagai jenis tersedia di banyak mobil. Gagang mesin jahit, pedal atau rem tangan sepeda, pedal mobil dan traktor, serta tuts piano merupakan contoh tuas yang digunakan pada mesin dan perkakas tersebut.

Contoh penggunaan tuas adalah gagang alat wakil dan meja kerja, tuas mesin bor dll.

Tindakan timbangan tuas didasarkan pada prinsip tuas (Gbr.). Skala pelatihan yang ditunjukkan pada Gambar 48 (hal. 42) bertindak sebagai tuas dengan lengan yang sama . DI DALAM skala desimal Bahu tempat cangkir yang memuat beban digantung 10 kali lebih panjang dari bahu yang membawa beban. Hal ini membuat menimbang beban besar menjadi lebih mudah. Saat menimbang beban pada skala desimal, Anda harus mengalikan massa beban dengan 10.

Perangkat timbangan untuk menimbang gerbong barang juga didasarkan pada aturan leverage.

Pengungkit juga ditemukan di bagian yang berbeda tubuh hewan dan manusia. Misalnya saja lengan, kaki, rahang. Pengungkit banyak terdapat pada tubuh serangga (dengan membaca buku tentang serangga dan struktur tubuhnya), burung, dan pada struktur tumbuhan.

Penerapan hukum keseimbangan tuas pada balok.

Memblokir Ini adalah roda dengan alur, dipasang di dudukan. Tali, kabel atau rantai dilewatkan melalui alur balok.

Blok tetap Ini disebut balok, yang porosnya tetap dan tidak naik atau turun ketika beban diangkat (Gbr.).

Sebuah balok tetap dapat dianggap sebagai tuas berlengan sama, yang lengan gayanya sama dengan jari-jari roda (Gbr): OA = OB = r. Blok seperti itu tidak memberikan peningkatan kekuatan. ( F 1 = F 2), tetapi memungkinkan Anda mengubah arah gaya. Blok bergerak - ini adalah sebuah blok. sumbu yang naik dan turun seiring dengan beban (Gbr.). Gambar tersebut menunjukkan tuas yang sesuai: TENTANG- titik tumpu tuas, OA- kekuatan bahu R Dan OB- kekuatan bahu F. Sejak bahu OB 2 kali bahu OA, lalu kekuatannya F kekuatan 2 kali lebih sedikit R:

F = P/2 .

Dengan demikian, balok yang dapat digerakkan memberikan peningkatan kekuatan 2 kali lipat .

Hal ini dapat dibuktikan dengan menggunakan konsep momen gaya. Ketika balok berada dalam kesetimbangan, momen gaya F Dan R setara satu sama lain. Tapi bahu kekuatan F 2 kali leverage R, dan, oleh karena itu, kekuatan itu sendiri F kekuatan 2 kali lebih sedikit R.

Biasanya dalam praktiknya digunakan kombinasi balok tetap dan balok bergerak (Gbr.). Blok tetap digunakan untuk kenyamanan saja. Hal ini tidak memberikan penguatan gaya, namun mengubah arah gaya. Misalnya, memungkinkan Anda mengangkat beban sambil berdiri di tanah. Ini berguna bagi banyak orang atau pekerja. Namun, itu memberikan peningkatan kekuatan 2 kali lebih besar dari biasanya!

Kesetaraan kerja saat menggunakan mekanisme sederhana. "Aturan Emas" mekanika.

Mekanisme sederhana yang telah kita bahas digunakan ketika melakukan usaha jika diperlukan untuk menyeimbangkan gaya lain melalui aksi satu gaya.

Tentu saja, pertanyaan yang muncul adalah: meskipun memberikan peningkatan dalam kekuatan atau jalur, bukankah mekanisme sederhana memberikan peningkatan dalam pekerjaan? Jawaban atas pertanyaan ini dapat diperoleh dari pengalaman.

Dengan menyeimbangkan dua gaya yang berbeda besarnya pada sebuah tuas F 1 dan F 2 (gbr.), gerakkan tuas. Ternyata pada saat yang sama titik penerapan gaya tersebut lebih kecil F 2 melangkah lebih jauh S 2, dan titik penerapan kekuatan yang lebih besar F 1 - jalur yang lebih pendek S 1. Setelah mengukur jalur dan modul gaya ini, kita menemukan bahwa jalur yang dilalui oleh titik penerapan gaya pada tuas berbanding terbalik dengan gaya:

S 1 / S 2 = F 2 / F 1.

Jadi, dengan menggunakan lengan panjang tuas, kita memperoleh kekuatan, namun pada saat yang sama kita kehilangan kekuatan yang sama besarnya.

Produk kekuatan F dalam perjalanan S ada pekerjaan. Eksperimen kami menunjukkan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya yang diterapkan pada tuas adalah sama besar:

F 1 S 1 = F 2 S 2, yaitu A 1 = A 2.

Jadi, Saat menggunakan leverage, Anda tidak akan bisa menang di tempat kerja.

Dengan menggunakan leverage, kita bisa memperoleh kekuatan atau jarak. Dengan menerapkan gaya pada lengan pendek tuas, kita memperoleh jarak, namun kehilangan kekuatan dengan jumlah yang sama.

Ada legenda bahwa Archimedes, yang senang dengan penemuan aturan daya ungkit, berseru: "Beri aku titik tumpu dan aku akan membalikkan bumi!"

Tentu saja, Archimedes tidak dapat mengatasi tugas seperti itu meskipun dia diberi titik tumpu (yang seharusnya berada di luar Bumi) dan tuas dengan panjang yang dibutuhkan.

Untuk menaikkan bumi hanya 1 cm, lengan tuas yang panjang harus menggambarkan busur yang sangat panjang. Diperlukan waktu jutaan tahun untuk menggerakkan ujung tuas yang panjang di sepanjang jalur ini, misalnya, dengan kecepatan 1 m/s!

Sebuah blok stasioner tidak memberikan keuntungan apa pun dalam pekerjaan, yang mudah diverifikasi secara eksperimental (lihat gambar). cara, poin yang lumayan penerapan kekuatan F Dan F, sama, gaya-gayanya sama, artinya usahanya sama.

Anda dapat mengukur dan membandingkan usaha yang dilakukan dengan bantuan balok bergerak. Untuk mengangkat beban ke ketinggian h dengan menggunakan balok yang dapat digerakkan, ujung tali tempat dinamometer dipasang harus dipindahkan, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman (Gbr.), ke ketinggian 2 jam.

Dengan demikian, mendapatkan peningkatan kekuatan 2 kali lipat, mereka kehilangan 2 kali lipat dalam perjalanan, oleh karena itu, balok yang dapat digerakkan tidak memberikan peningkatan usaha.

Praktek yang telah dilakukan selama berabad-abad telah menunjukkan hal itu Tak satu pun dari mekanisme tersebut memberikan peningkatan kinerja. Mereka menggunakan berbagai mekanisme untuk memenangkan kekuatan atau perjalanan, tergantung pada kondisi kerja.

Para ilmuwan kuno sudah mengetahui aturan yang berlaku untuk semua mekanisme: tidak peduli berapa kali kita menang dalam kekuatan, berapa kali kita kalah dalam jarak. Aturan ini disebut "aturan emas" mekanika.

Efisiensi mekanisme.

Saat mempertimbangkan desain dan fungsi tuas, kami tidak memperhitungkan gesekan dan berat tuas. dalam hal ini kondisi ideal usaha yang dilakukan oleh gaya yang diterapkan (kita akan menyebutnya usaha penuh), adalah sama dengan berguna bekerja untuk mengangkat beban atau mengatasi hambatan apa pun.

Dalam prakteknya, total usaha yang dilakukan dengan bantuan suatu mekanisme selalu sedikit lebih besar pekerjaan yang bermanfaat.

Sebagian usaha dilakukan melawan gaya gesekan pada mekanisme dan dengan menggerakkannya bagian individu. Jadi, bila menggunakan balok yang dapat digerakkan, harus dilakukan usaha tambahan untuk mengangkat balok itu sendiri, talinya dan menentukan gaya gesek pada sumbu balok.

Apapun mekanisme yang kita ambil, pekerjaan bermanfaat yang dilakukan dengan bantuannya selalu hanya sebagian pekerjaan penuh. Artinya, dengan menyatakan pekerjaan yang berguna dengan huruf Ap, total (yang dikeluarkan) pekerjaan dengan huruf Az, kita dapat menulis:

Ke atas< Аз или Ап / Аз < 1.

Perbandingan kerja berguna dengan kerja total disebut efisiensi mekanisme.

Faktor efisiensi disingkat efisiensi.

Efisiensi = Ap / Az.

Efisiensi biasanya dinyatakan dalam persentase dan dilambangkan dengan huruf Yunani η, dibaca “eta”:

η = Ap / Az · 100%.

Contoh: Sebuah beban bermassa 100 kg digantungkan pada lengan pendek sebuah tuas. Untuk mengangkatnya, gaya sebesar 250 N diterapkan pada lengan panjang, beban dinaikkan ke ketinggian h1 = 0,08 m, dan titik penerapannya penggerak dijatuhkan ke ketinggian h2 = 0,4 m Tentukan efisiensi tuas tersebut.

Mari kita tuliskan kondisi masalahnya dan selesaikan.

Diberikan :

Larutan :

η = Ap / Az · 100%.

Total (yang dikeluarkan) usaha Az = Fh2.

Pekerjaan yang berguna Ap = Рh1

P = 9,8 100 kg ≈ 1000 N.

Ap = 1000 N · 0,08 = 80 J.

Az = 250 N · 0,4 m = 100 J.

η = 80 J/100 J 100% = 80%.

Menjawab : η = 80%.

Tetapi " peraturan Emas"dilakukan dalam hal ini juga. Sebagian dari pekerjaan yang berguna - 20% - dihabiskan untuk mengatasi gesekan pada sumbu tuas dan hambatan udara, serta untuk menggerakkan tuas itu sendiri.

Efisiensi mekanisme apapun selalu kurang dari 100%. Saat merancang mekanisme, orang berupaya meningkatkan efisiensinya. Untuk mencapai hal ini, gesekan pada sumbu mekanisme dan bobotnya berkurang.

Energi.

Di pabrik dan pabrik, mesin dan mesin digerakkan oleh motor listrik, yang mengkonsumsi energi listrik (sesuai dengan namanya).

Pegas yang terkompresi (Gbr.), jika diluruskan, akan bekerja, menaikkan beban ke ketinggian, atau membuat kereta bergerak. Sebuah beban diam yang diangkat ke atas tanah tidak melakukan usaha, tetapi jika beban tersebut jatuh maka ia dapat melakukan usaha (misalnya dapat mendorong tiang ke dalam tanah). Setiap benda yang bergerak mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha. Jadi, bola baja A (Gbr.) menggelinding ke bawah dari bidang miring, membentur balok kayu B, memindahkannya agak jauh. Pada saat yang sama, pekerjaan selesai. Jika suatu benda atau beberapa benda yang berinteraksi (suatu sistem benda) dapat melakukan usaha, maka benda-benda tersebut dikatakan mempunyai energi. Energi - besaran fisis yang menunjukkan berapa banyak usaha yang dapat dilakukan suatu benda (atau beberapa benda). Energi dinyatakan dalam sistem SI dalam satuan yang sama dengan usaha, yaitu dalam joule. Bagaimana kerja bagus yang dapat dicapai suatu tubuh, semakin banyak energi yang dimilikinya. Ketika usaha dilakukan, energi benda berubah. Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi. Energi potensial dan kinetik. Potensi (dari lat. potensi - kemungkinan) energi adalah energi yang ditentukan oleh kedudukan relatif benda-benda yang berinteraksi dan bagian-bagian tubuh yang sama. Energi potensial, misalnya, dimiliki oleh suatu benda yang letaknya relatif tinggi terhadap permukaan bumi, karena energi tersebut bergantung pada kedudukan relatif benda tersebut dan bumi. dan ketertarikan mereka satu sama lain. Jika energi potensial suatu benda yang terletak di bumi dianggap nol, maka energi potensial suatu benda yang diangkat ke ketinggian tertentu akan ditentukan oleh usaha yang dilakukan gravitasi pada saat benda tersebut jatuh ke bumi. Mari kita nyatakan energi potensial suatu benda E n, karena E = SEBUAH, dan usaha, seperti yang kita ketahui, sama dengan hasil kali gaya dan lintasan SEBUAH = Fh, Di mana F- gravitasi. Artinya energi potensial En sama dengan: E = Fh, atau E = gmh, Di mana G- percepatan gravitasi, M- massa tubuh, H- ketinggian dimana tubuh diangkat. Air di sungai yang tertahan oleh bendungan mempunyai energi potensial yang sangat besar. Saat jatuh, air bekerja, menggerakkan turbin pembangkit listrik yang kuat. Energi potensial palu kopra (Gbr.) digunakan dalam konstruksi untuk melaksanakan pekerjaan pemancangan tiang pancang. Saat membuka pintu dengan pegas, usaha dilakukan untuk meregangkan (atau menekan) pegas. Karena energi yang diperoleh, pegas, yang berkontraksi (atau meluruskan), melakukan kerja, menutup pintu. Energi pegas yang terkompresi dan tidak terpilin digunakan, misalnya, pada jam tangan, berbagai mainan angin, dll. Setiap benda elastis yang mengalami deformasi mempunyai energi potensial. Energi potensial gas terkompresi digunakan dalam pengoperasian mesin panas, pada jackhammers, yang banyak digunakan dalam industri pertambangan, dalam pembangunan jalan, penggalian tanah keras, dll. Energi yang dimiliki suatu benda sebagai akibat pergerakannya disebut kinetik (dari bahasa Yunani. kinema - gerakan) energi. Energi kinetik suatu benda dilambangkan dengan huruf E Ke. Memindahkan air, menggerakkan turbin pembangkit listrik tenaga air, menghabiskan air energi kinetik dan melakukan pekerjaannya. Udara yang bergerak, yaitu angin, juga mempunyai energi kinetik. Energi kinetik bergantung pada apa? Mari kita beralih ke pengalaman (lihat gambar). Jika Anda menggelindingkan bola A dari ketinggian yang berbeda, maka Anda dapat melihat bahwa semakin besar ketinggian bola menggelinding, semakin besar kecepatannya dan semakin jauh ia menggerakkan balok, yaitu semakin besar pula usaha yang dilakukannya. Artinya energi kinetik suatu benda bergantung pada kecepatannya. Karena kecepatannya, peluru yang terbang memiliki energi kinetik yang tinggi. Energi kinetik suatu benda juga bergantung pada massanya. Mari kita lakukan percobaan lagi, tetapi kita akan menggelindingkan bola lain yang bermassa lebih besar dari bidang miring. Batang B akan bergerak lebih jauh, artinya lebih banyak usaha yang harus dilakukan. Artinya energi kinetik bola kedua lebih besar dibandingkan energi kinetik bola pertama. Semakin besar massa suatu benda dan kecepatan geraknya, semakin besar pula energi kinetiknya. Untuk menentukan energi kinetik suatu benda digunakan rumus: Ek = mv^2 /2, Di mana M- massa tubuh, ay- kecepatan gerak tubuh. Energi kinetik benda digunakan dalam teknologi. Air yang tertahan oleh bendungan, sebagaimana telah disebutkan, memiliki energi potensial yang besar. Ketika air jatuh dari bendungan, ia bergerak dan mempunyai energi kinetik yang sama tinggi. Ini menggerakkan turbin yang terhubung ke generator arus listrik. Karena energi kinetik air, energi listrik dihasilkan. Energi yang dimiliki air yang bergerak sangat penting dalam perekonomian nasional. Energi ini digunakan menggunakan pembangkit listrik tenaga air yang kuat. Energi air yang jatuh merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, berbeda dengan energi bahan bakar. Semua benda di alam, relatif terhadap nilai nol konvensional, mempunyai energi potensial atau kinetik, dan terkadang keduanya bersamaan. Misalnya, sebuah pesawat terbang mempunyai energi kinetik dan energi potensial relatif terhadap Bumi. Kami berkenalan dengan dua jenis energi mekanik. Jenis energi lainnya (listrik, internal, dll) akan dibahas pada bagian lain mata kuliah fisika. Konversi satu jenis energi mekanik menjadi energi mekanik lainnya. Fenomena transformasi suatu jenis energi mekanik menjadi energi mekanik lainnya sangat mudah untuk diamati pada perangkat yang ditunjukkan pada gambar. Dengan melilitkan benang ke sumbu, disk perangkat diangkat. Piringan yang diangkat ke atas mempunyai energi potensial. Jika Anda melepaskannya, ia akan berputar dan mulai jatuh. Saat jatuh, energi potensial piringan berkurang, tetapi energi kinetiknya meningkat. Pada akhir musim gugur, piringan memiliki cadangan energi kinetik sedemikian rupa sehingga dapat naik kembali hingga hampir mencapai ketinggian sebelumnya. (Sebagian energi dihabiskan untuk bekerja melawan gaya gesekan, sehingga piringan tidak mencapai ketinggian aslinya.) Setelah naik, piringan jatuh lagi dan naik lagi. Pada percobaan ini, ketika piringan bergerak ke bawah, energi potensialnya berubah menjadi energi kinetik, dan ketika bergerak ke atas, energi kinetiknya berubah menjadi energi potensial. Transformasi energi dari satu jenis ke jenis lainnya juga terjadi ketika dua benda elastis bertumbukan, misalnya bola karet di lantai atau bola baja di atas pelat baja. Jika Anda mengangkat bola baja (beras) di atas pelat baja dan melepaskannya dari tangan Anda, bola tersebut akan jatuh. Ketika bola jatuh, energi potensialnya berkurang, dan energi kinetiknya meningkat, seiring dengan bertambahnya kecepatan bola. Saat bola mengenai pelat, baik bola maupun pelat akan tertekan. Energi kinetik yang dimiliki bola akan berubah menjadi energi potensial pelat terkompresi dan bola terkompresi. Kemudian, berkat aksi gaya elastis, pelat dan bola akan mengambil bentuk aslinya. Bola akan memantul dari lempengan, dan energi potensialnya akan kembali berubah menjadi energi kinetik bola: bola akan memantul dengan kecepatan yang hampir sama dengan kecepatan saat mengenai lempengan. Saat bola naik ke atas, kecepatan bola, dan energi kinetiknya, berkurang, sedangkan energi potensial meningkat. Setelah memantul dari pelat, bola naik ke ketinggian yang hampir sama dengan saat bola mulai jatuh. Pada titik puncak pendakian, seluruh energi kinetiknya akan kembali berubah menjadi energi potensial. Fenomena alam biasanya disertai dengan transformasi suatu jenis energi menjadi energi lainnya. Energi dapat ditransfer dari satu tubuh ke tubuh lainnya. Misalnya, saat memanah, energi potensial tali busur yang ditarik diubah menjadi energi kinetik anak panah yang terbang.

Tahukah kamu apa itu pekerjaan? Tanpa keraguan. Setiap orang mengetahui apa itu pekerjaan, asalkan ia dilahirkan dan hidup di planet bumi. Apa itu pekerjaan mekanis?

Konsep ini juga diketahui oleh sebagian besar orang di planet ini, meskipun beberapa orang memiliki pemahaman yang agak kabur tentang proses ini. Tapi kita tidak membicarakannya sekarang. Bahkan lebih sedikit orang yang tahu apa itu kerja mekanik dari sudut pandang fisika. Dalam fisika, kerja mekanik bukanlah kerja manusia untuk mendapatkan makanan, melainkan kuantitas fisik yang mungkin sama sekali tidak berhubungan dengan manusia atau makhluk hidup lainnya. Bagaimana? Mari kita cari tahu sekarang.

Pekerjaan mekanik dalam fisika

Mari kita beri dua contoh. Pada contoh pertama, air sungai yang berhadapan dengan jurang bergemuruh dan jatuh dalam bentuk air terjun. Contoh kedua adalah orang yang memegang benda berat dengan tangan terentang, misalnya memegang atap pecah di atas beranda. rumah pedesaan agar tidak terjatuh sementara istri dan anak-anaknya dengan panik mencari sesuatu untuk menopangnya. Kapan pekerjaan mekanis dilakukan?

Pengertian kerja mekanik

Hampir semua orang, tanpa ragu, akan menjawab: yang kedua. Dan mereka salah. Yang terjadi justru sebaliknya. Dalam fisika, kerja mekanik dijelaskan dengan definisi berikut: Kerja mekanis dilakukan ketika suatu gaya bekerja pada suatu benda dan benda itu bergerak. Usaha mekanis berbanding lurus dengan gaya yang diberikan dan jarak yang ditempuh.

Rumus kerja mekanis

Kerja mekanik ditentukan dengan rumus:

dimana A bekerja,
F - kekuatan,
s adalah jarak yang ditempuh.

Jadi, terlepas dari semua kepahlawanan pemegang atap yang lelah, pekerjaan yang dia lakukan adalah nol, tetapi air, yang jatuh di bawah pengaruh gravitasi dari tebing tinggi, melakukan pekerjaan paling mekanis. Artinya, jika kita tidak berhasil mendorong lemari yang berat, maka usaha yang telah kita lakukan dari sudut pandang fisika akan sama dengan nol, meskipun kita menerapkan gaya yang besar. Tetapi jika kita memindahkan lemari tersebut pada jarak tertentu, maka kita akan melakukan usaha yang sama dengan hasil kali gaya yang diberikan dan jarak yang kita tempuh untuk menggerakkan benda tersebut.

Satuan usaha adalah 1 J. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 Newton untuk menggerakkan suatu benda sejauh 1 m. Jika arah gaya yang diberikan bertepatan dengan arah gerak benda, maka gaya tersebut melakukan pekerjaan yang positif. Contohnya adalah ketika kita mendorong suatu benda dan benda tersebut bergerak. Dan jika suatu gaya diterapkan pada arah yang berlawanan dengan gerak benda, misalnya gaya gesekan, maka gaya tersebut melakukan kerja negatif. Jika gaya yang diberikan tidak mempengaruhi pergerakan benda dengan cara apapun, maka gaya yang dilakukan oleh usaha ini sama dengan nol.

Efisiensi menunjukkan rasio kerja berguna yang dilakukan oleh suatu mekanisme atau perangkat terhadap kerja yang dikeluarkan. Seringkali, usaha yang dikeluarkan adalah jumlah energi yang dikonsumsi perangkat untuk melakukan pekerjaan tersebut.

Anda akan perlu

1. - mobil;
2. - termometer;
3. - Kalkulator.

instruksi

1. Untuk menghitung koefisien berguna tindakan(efisiensi) bagi kerja berguna Ap dengan usaha yang dikeluarkan Az, dan kalikan hasilnya dengan 100% (efisiensi = Ap/Az∙100%). Anda akan menerima hasilnya sebagai persentase.
2. Saat menghitung efisiensi mesin kalor, pertimbangkan kerja berguna sebagai kerja mekanis yang dilakukan oleh mekanisme tersebut. Untuk usaha yang dikeluarkan, ambil jumlah panas yang dilepaskan oleh bahan bakar yang terbakar, yang merupakan sumber energi untuk mesin.
3. Contoh. Gaya traksi rata-rata sebuah mesin mobil adalah 882 N. Mengkonsumsi 7 kg bensin per 100 km perjalanan. Tentukan efisiensi mesinnya. Temukan pekerjaan yang bermanfaat terlebih dahulu. Besarnya sama dengan hasil kali gaya F dan jarak S yang ditempuh benda di bawah pengaruhnya Аn=F∙S. Tentukan banyaknya kalor yang akan dilepaskan bila membakar 7 kg bensin, ini adalah usaha yang dikeluarkan Az = Q = q∙m, dimana q adalah kalor jenis pembakaran bahan bakar tersebut, untuk bensin sama dengan 42∙ 10^6 J/kg, dan m adalah massa bahan bakar tersebut. Efisiensi mesin akan sama dengan efisiensi=(F∙S)/(q∙m)∙100%= (882∙100000)/(42∙10^6∙7)∙100%=30%.
4. Secara umum, untuk mengetahui efisiensi suatu mesin kalor (engine) pembakaran dalam, mesin uap, turbin, dll), dimana usaha dilakukan oleh gas, memiliki koefisien berguna tindakan sama dengan selisih kalor yang dikeluarkan pemanas Q1 dan diterima lemari es Q2, tentukan selisih kalor pemanas dan lemari es, lalu bagi dengan kalor efisiensi pemanas = (Q1-Q2)/Q1 . Di sini, efisiensi diukur dalam beberapa satuan dari 0 hingga 1; untuk mengubah hasilnya menjadi persentase, kalikan dengan 100.
5. Untuk memperoleh efisiensi suatu mesin kalor ideal (mesin Carnot), carilah perbandingan selisih suhu antara pemanas T1 dan lemari es T2 terhadap efisiensi suhu pemanas = (T1-T2)/T1. Ini adalah efisiensi maksimum yang mungkin untuk jenis mesin kalor tertentu dengan suhu pemanas dan lemari es tertentu.
6. Untuk motor listrik, carilah usaha yang dikeluarkan sebagai hasil kali daya dan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikannya. Misalnya, jika sebuah motor listrik derek dengan daya 3,2 kW mengangkat beban seberat 800 kg ke ketinggian 3,6 m dalam waktu 10 s, maka efisiensinya sama dengan rasio kerja berguna Аp=m∙g∙h, di mana m adalah massa beban, g≈10 m /s² percepatan jatuh bebas, h – tinggi beban diangkat, dan usaha yang dikeluarkan Az=P∙t, dimana P – tenaga mesin, t – waktu pengoperasiannya . Dapatkan rumus untuk menentukan efisiensi=Ap/Az∙100%=(m∙g∙h)/(P∙t) ∙100%=%=(800∙10∙3.6)/(3200∙10) ∙100% = 90%.

Apa rumus kerja bermanfaat?

Dengan menggunakan mekanisme ini atau itu, kita melakukan pekerjaan yang selalu melebihi apa yang diperlukan untuk mencapai tujuan. Sesuai dengan ini, perbedaan dibuat antara pekerjaan yang telah selesai atau dikeluarkan Az dan pekerjaan yang berguna Ap. Jika, misalnya, tujuan kita adalah mengangkat beban bermassa m ke ketinggian H, maka usaha yang berguna adalah usaha yang hanya dilakukan untuk mengatasi gaya gravitasi yang bekerja pada beban tersebut. Dengan pengangkatan beban yang seragam, ketika gaya yang kita terapkan sama dengan gaya gravitasi beban, usaha ini dapat dicari sebagai berikut:
Ap =FH= mgH

Apa yang dimaksud dengan usaha dalam rumus definisi fisika. NN

Victor Chernobrovin

Dalam fisika, “usaha mekanis” adalah kerja suatu gaya (gravitasi, elastisitas, gesekan, dll.) pada suatu benda, yang mengakibatkan benda tersebut bergerak. Kadang-kadang Anda dapat menemukan ungkapan “benda telah melakukan usaha”, yang pada prinsipnya berarti “gaya yang bekerja pada benda telah melakukan usaha”.

Yevgeny Makarov

Usaha adalah besaran fisis yang secara numerik sama dengan hasil kali gaya dan perpindahan dalam arah kerja gaya ini dan gaya yang ditimbulkannya.
Dengan demikian, rumus A = F*s. Jika arah geraknya tidak sesuai dengan arah gaya, maka muncul kosinus sudut.

Aysha Allakulova

novel burung pipit

Kerja adalah suatu proses yang memerlukan penerapan usaha mental atau fisik, yang tujuannya adalah untuk memperoleh hasil tertentu. Biasanya, pekerjaanlah yang menentukan status sosial orang. Dan faktanya, ini adalah mesin utama kemajuan dalam masyarakat. Kerja, sebagai sebuah fenomena, hanya melekat pada organisme hidup dan, terutama, pada manusia.

Montir

Kerja mekanik adalah besaran fisika yang merupakan ukuran kuantitatif skalar dari kerja suatu gaya atau gaya-gaya pada suatu benda atau sistem, bergantung pada nilai numerik, arah gaya (gaya) dan pergerakan suatu titik (titik), tubuh atau sistem.

Bantu saya memahami rumusnya!!

Syoma

dalam setiap kasus tertentu kita mempertimbangkan energi berguna yang berbeda, tetapi biasanya ini adalah kerja atau panas yang menarik bagi kita (misalnya, kerja gas untuk menggerakkan piston), dan energi yang dikeluarkan adalah energi yang kita berikan untuk membuat energi kita. semuanya bekerja (misalnya, energi yang dilepaskan ketika kayu dibakar di bawah silinder dengan piston, yang di dalamnya terdapat gas, yang mengembang, melakukan pekerjaan yang kami anggap berguna)
baiklah, entah bagaimana caranya harus seperti ini

Mari kita ambil contoh lokomotif uap.
Agar sebuah lokomotif uap dapat menempuh jarak x km, dibutuhkan batu bara sebanyak y ton. Ketika batubara dibakar, hanya Q1 panas yang dilepaskan, tetapi tidak semua panas diubah menjadi kerja yang berguna (menurut hukum termodinamika, hal ini tidak mungkin). Pekerjaan yang bermanfaat di pada kasus ini- pergerakan lokomotif.
Misalkan suatu gaya hambatan F bekerja pada lokomotif uap ketika sedang bergerak (timbul karena gesekan pada mekanisme dan faktor lainnya).
Jadi, setelah menempuh perjalanan x km, lokomotif akan melakukan usaha Q2 = x*F
Dengan demikian,
Q1 - energi yang dikeluarkan
Q2 - pekerjaan yang bermanfaat

DeltaQ = (Q1 - Q2) - energi yang dihabiskan untuk mengatasi gesekan, memanaskan udara sekitar, dll.

Dukungan teknis

Efisiensi adalah PEKERJAAN yang berguna dibandingkan dengan pekerjaan yang dikeluarkan.
Misal efisiensi = 60%, 60 joule hasil pembakaran suatu zat digunakan untuk pemanasan. Ini adalah pekerjaan yang bermanfaat.
Kami tertarik pada energi yang dikeluarkan, yaitu berapa banyak panas yang dilepaskan jika 60 J digunakan untuk pemanasan.
Mari kita tuliskan.

Efisiensi=Apol/Azatr
0,6=60/Azatr
Azatr=60/0,6=100J

Seperti yang dapat kita lihat, jika suatu zat terbakar dengan efisiensi seperti itu dan 100 J (usaha yang dikeluarkan) dilepaskan selama pembakaran, maka hanya 60% yang digunakan untuk pemanasan, yaitu 60 J (usaha yang berguna). Sisa panasnya hilang.

Prokhorov Anton

Hal ini harus dipahami secara harfiah: Jika kita berbicara tentang energi panas, maka kita mempertimbangkan energi terbuang yang disediakan oleh bahan bakar, dan kita menganggap energi yang dapat kita gunakan untuk mencapai tujuan kita berguna, misalnya energi apa sepanci air diterima.
Energi yang berguna selalu lebih sedikit daripada yang dikeluarkan!

Futynehf

Efisiensi dinyatakan dalam persentase, yang mencirikan persentase pekerjaan bermanfaat dari semua yang dikeluarkan. Sederhananya, energi yang dikeluarkan adalah energi berguna + energi kehilangan panas dalam sistem (jika kita berbicara tentang panas, dll) gesekan. panas dari gas buang jika yang kita maksud adalah mobil

Rumus efisiensi? Apakah pekerjaan tersebut bermanfaat dan lengkap?

Konstelasi orbit

Efisiensi
Efisiensi
(efisiensi), suatu karakteristik efisiensi suatu sistem (perangkat, mesin) dalam kaitannya dengan konversi atau transmisi energi; ditentukan oleh rasio energi yang dapat digunakan dengan jumlah total energi yang diterima oleh sistem; biasanya dilambangkan h = Wfull/Wcymar.
DI DALAM motor listrik efisiensi - rasio kerja mekanis (berguna) yang dilakukan terhadap energi listrik, diterima dari sumbernya; di mesin panas - rasio kerja mekanis yang berguna dengan jumlah panas yang dikeluarkan; pada transformator listrik, perbandingan energi elektromagnetik yang diterima pada belitan sekunder dengan energi yang dikonsumsi oleh belitan primer. Untuk menghitung efisiensi jenis yang berbeda energi dan kerja mekanik dinyatakan dalam satuan yang sama berdasarkan persamaan mekanis panas, dan hubungan serupa lainnya. Karena sifatnya yang umum, konsep efisiensi memungkinkan kita untuk membandingkan dan mengevaluasinya berbagai sistem seperti reaktor nuklir, generator listrik dan mesin, pembangkit listrik tenaga panas, perangkat semikonduktor, objek biologis, dll.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Work_of_force
Payload adalah istilah yang digunakan di banyak bidang ilmu pengetahuan dan teknologi.
Parameter “efisiensi” sering kali diperkenalkan sebagai rasio “berat” muatan terhadap “berat” total sistem. Dalam hal ini, “berat” dapat diukur baik dalam kilogram/ton, dan bit (saat mengirimkan paket melalui jaringan), atau menit/jam (saat menghitung efisiensi waktu prosesor), atau dalam satuan lainnya.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Payload

Pekerjaan apa yang bermanfaat dan pekerjaan apa yang sia-sia?

Vladimir Popov

Dengan menggunakan mekanisme ini atau itu, kita melakukan pekerjaan yang selalu melebihi apa yang diperlukan untuk mencapai tujuan. Sesuai dengan ini, perbedaan dibuat antara pekerjaan yang telah selesai atau dikeluarkan Az dan pekerjaan yang berguna Ap. Jika, misalnya, tujuan kita adalah mengangkat beban bermassa w ke ketinggian H, maka usaha yang berguna adalah usaha yang hanya dilakukan untuk mengatasi gaya gravitasi yang bekerja pada beban tersebut. Dengan pengangkatan beban yang seragam, ketika gaya yang kita terapkan sama dengan gaya gravitasi beban, usaha ini dapat dicari sebagai berikut:

Jika kita menggunakan balok atau mekanisme lain untuk mengangkat suatu beban, maka selain gravitasi beban tersebut, kita juga harus mengatasi gravitasi bagian-bagian mekanisme tersebut, serta gaya gesek yang bekerja pada mekanisme tersebut. Misalnya dengan menggunakan balok yang dapat digerakkan, kita akan dipaksa melakukan usaha tambahan untuk mengangkat balok itu sendiri dengan kabel dan mengatasi gaya gesek pada sumbu balok tersebut. Selain itu, meskipun menang dalam kekuatan, kita selalu kalah (ini akan dibahas lebih detail di bawah), yang juga memengaruhi pekerjaan. Semua ini mengarah pada fakta bahwa pekerjaan yang kami keluarkan ternyata lebih bermanfaat:
Az > Ap.
Pekerjaan yang berguna selalu hanya sebagian kecil dari total pekerjaan yang dilakukan oleh seseorang yang menggunakan mesin.
Besaran fisis yang menunjukkan berapa proporsi kerja berguna terhadap total kerja yang dikeluarkan disebut efisiensi mekanisme.

Sangat indah

Efisiensi (faktor efisiensi) menunjukkan berapa proporsi dari total pekerjaan yang dikeluarkan yang merupakan pekerjaan berguna.
Untuk mencari efisiensi, Anda perlu mencari rasio kerja berguna terhadap pengeluaran:

Kuda itu menarik kereta dengan kekuatan tertentu, mari kita nyatakan F daya tarik. Kakek, yang duduk di atas gerobak, menekannya dengan kuat. Mari kita nyatakan itu F tekanan Gerobak bergerak searah dengan gaya tarikan kuda (ke kanan), namun searah dengan gaya tekanan kakek (ke bawah) gerobak tidak bergerak. Itu sebabnya dalam fisika mereka mengatakan demikian F traksi tidak bekerja pada kereta, dan F tekanan tersebut tidak melakukan kerja pada kereta.

Jadi, kerja paksa pada tubuh atau pekerjaan mekanis– besaran fisis yang modulusnya sama dengan hasil kali gaya dan lintasan yang ditempuh benda sepanjang arah aksi gaya tersebut S:

Untuk menghormati ilmuwan Inggris D. Joule, satuan kerja mekanik dinamai 1 joule(menurut rumus, 1 J = 1 N m).

Jika suatu gaya tertentu bekerja pada benda yang bersangkutan, maka ada benda yang bekerja padanya. Itu sebabnya kerja gaya pada benda dan kerja benda pada benda merupakan sinonim yang lengkap. Namun, hasil kali benda pertama pada benda kedua dan hasil kali benda kedua pada benda pertama merupakan sinonim parsial, karena modulus hasil kali ini selalu sama, dan tandanya selalu berlawanan. Itu sebabnya ada tanda “±” pada rumusnya. Mari kita bahas tanda-tanda kerja lebih detail.

Nilai numerik gaya dan lintasan selalu merupakan besaran non-negatif. Sebaliknya, pekerjaan mekanis dapat mempunyai tanda positif dan negatif. Jika arah gaya bertepatan dengan arah gerak benda, maka usaha yang dilakukan oleh gaya dianggap positif. Jika arah gaya berlawanan dengan arah gerak benda, usaha yang dilakukan oleh suatu gaya dianggap negatif(kita mengambil “–” dari rumus “±”). Jika arah gerak benda tegak lurus terhadap arah gaya, maka gaya seperti itu tidak melakukan usaha apa pun, yaitu A = 0.

Perhatikan tiga ilustrasi tiga aspek pekerjaan mekanis.

Melakukan pekerjaan secara paksa mungkin terlihat berbeda dari sudut pandang pengamat yang berbeda. Mari kita perhatikan sebuah contoh: seorang gadis naik lift. Apakah ia melakukan pekerjaan mekanis? Seorang gadis hanya dapat melakukan pekerjaan pada tubuh yang dikenai kekerasan. Hanya ada satu badan seperti itu - kabin lift, karena gadis itu menekan lantai dengan bebannya. Sekarang kita perlu mencari tahu apakah kabinnya mengarah ke arah tertentu. Mari kita pertimbangkan dua pilihan: dengan pengamat diam dan bergerak.

Biarkan anak pengamat itu duduk di tanah terlebih dahulu. Sehubungan dengan itu, gerbong elevator bergerak ke atas dan melewati jarak tertentu. Berat badan gadis itu diarahkan ke arah yang berlawanan - ke bawah, oleh karena itu, gadis itu melakukan pekerjaan mekanis negatif di kabin: A dev< 0. Вообразим, что мальчик-наблюдатель пересел внутрь кабины движущегося лифта. Как и ранее, вес девочки действует на пол кабины. Но теперь по отношению к такому наблюдателю кабина лифта не движется. Поэтому с точки зрения наблюдателя в кабине лифта девочка не совершает механическую работу: A pengembang = 0.

Kembali