1 กำลังงานกล งานเครื่องกล: คืออะไรและใช้อย่างไร

เพื่อให้สามารถระบุลักษณะเฉพาะด้านพลังงานของการเคลื่อนไหวได้ จึงได้นำแนวคิดนี้มาใช้ งานเครื่องกล. และบทความนี้ได้อุทิศให้กับบทความนี้ในรูปแบบต่างๆ หัวข้อนี้ทั้งง่ายและค่อนข้างเข้าใจยาก ผู้เขียนพยายามอย่างจริงใจเพื่อให้เข้าใจง่ายและเข้าถึงได้มากขึ้นและใคร ๆ ก็หวังได้ว่าบรรลุเป้าหมายแล้ว

งานเครื่องกลเรียกว่าอะไร?

มันเรียกว่าอะไร? หากมีแรงบางอย่างเกิดขึ้นกับร่างกาย และผลจากการกระทำนั้นทำให้ร่างกายเคลื่อนที่ สิ่งนั้นเรียกว่างานทางกล เมื่อเข้าใกล้จากมุมมอง ปรัชญาวิทยาศาสตร์ที่นี่สามารถเน้นประเด็นเพิ่มเติมได้หลายประการ แต่บทความนี้จะครอบคลุมหัวข้อจากมุมมองของฟิสิกส์ งานเครื่องกลไม่ใช่เรื่องยากถ้าคุณคิดอย่างรอบคอบเกี่ยวกับคำที่เขียนไว้ที่นี่ แต่โดยปกติจะไม่ได้เขียนคำว่า "เครื่องกล" และทุกอย่างจะสั้นลงเหลือคำว่า "งาน" แต่ไม่ใช่ทุกงานที่เป็นกลไก นี่คือผู้ชายคนหนึ่งกำลังนั่งคิดอยู่ มันได้ผลเหรอ? ในใจใช่! แต่นี่มันงานเครื่องกลเหรอ? เลขที่ เกิดอะไรขึ้นถ้าคนเดิน? หากร่างกายเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรง แสดงว่าเป็นงานทางกล มันง่ายมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง แรงที่กระทำต่อร่างกายจะทำงาน (ทางกล) และอีกอย่างหนึ่ง: เป็นงานที่สามารถกำหนดลักษณะผลลัพธ์ของการกระทำของแรงบางอย่างได้ ดังนั้นหากบุคคลหนึ่งเดินแรงบางอย่าง (แรงเสียดทานแรงโน้มถ่วง ฯลฯ ) จะทำงานทางกลกับบุคคลนั้นและจากการกระทำของพวกเขาบุคคลนั้นจะเปลี่ยนตำแหน่งของเขาหรืออีกนัยหนึ่งคือเคลื่อนไหว

ทำงานอย่างไร ปริมาณทางกายภาพเท่ากับแรงที่กระทำต่อร่างกายคูณด้วยวิถีที่ร่างกายสร้างไว้ภายใต้อิทธิพลของพลังนี้และในทิศทางที่ร่างกายกำหนด เราสามารถพูดได้ว่างานกลไกเสร็จสิ้นได้หากตรงตามเงื่อนไข 2 ประการพร้อมกัน นั่นคือ แรงที่กระทำต่อร่างกาย และแรงนั้นเคลื่อนที่ไปในทิศทางของการกระทำ แต่จะไม่เกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้นหากแรงกระทำและวัตถุไม่เปลี่ยนตำแหน่งในระบบพิกัด ที่นี่ ตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆเมื่อไม่มีการทำงานทางกล:

1. ดังนั้นบุคคลจึงสามารถพิงก้อนหินขนาดใหญ่เพื่อเคลื่อนย้ายได้ แต่มีกำลังไม่เพียงพอ แรงกระทำบนหิน แต่มันไม่เคลื่อนที่ และไม่มีงานใดเกิดขึ้น
2. ร่างกายเคลื่อนที่ในระบบพิกัด และแรงมีค่าเท่ากับศูนย์หรือทั้งหมดได้รับการชดเชยแล้ว สิ่งนี้สามารถสังเกตได้ในขณะที่เคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อย
3. เมื่อทิศทางที่วัตถุเคลื่อนที่ตั้งฉากกับการกระทำของแรง เมื่อรถไฟเคลื่อนที่ไปตามเส้นแนวนอน แรงโน้มถ่วงจะไม่ทำงาน

งานทางกลอาจเป็นค่าลบและบวกได้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางประการ ดังนั้นหากทิศทางของทั้งแรงและการเคลื่อนไหวของร่างกายเหมือนกัน งานเชิงบวกก็จะเกิดขึ้น ตัวอย่างของการทำงานเชิงบวกคือผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่อหยดน้ำที่ตกลงมา แต่ถ้าแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ตรงกันข้าม งานทางกลเชิงลบก็จะเกิดขึ้น ตัวอย่างของตัวเลือกดังกล่าวกำลังเพิ่มขึ้น บอลลูนและแรงโน้มถ่วงซึ่งส่งผลเสีย เมื่อวัตถุตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงหลายๆ แรง งานดังกล่าวเรียกว่า “งานแรงลัพธ์”

คุณสมบัติการใช้งานจริง (พลังงานจลน์)

เรามาเปลี่ยนจากทฤษฎีไปสู่ภาคปฏิบัติกันดีกว่า แยกกันเราควรพูดถึงงานเครื่องกลและการใช้ในฟิสิกส์ อย่างที่หลายๆ คนคงจำได้ พลังงานทั้งหมดของร่างกายแบ่งออกเป็นจลน์และศักย์ไฟฟ้า เมื่อวัตถุอยู่ในสภาวะสมดุลและไม่เคลื่อนที่ไปไหนเลย พลังงานศักย์ของมันจะเท่ากับพลังงานทั้งหมดและพลังงานจลน์ของมันจะเท่ากับศูนย์ เมื่อการเคลื่อนไหวเริ่มต้นขึ้น พลังงานศักย์เริ่มลดลง พลังงานจลน์เริ่มเพิ่มขึ้น แต่โดยรวมแล้วพลังงานทั้งหมดจะเท่ากับพลังงานทั้งหมดของวัตถุ สำหรับจุดวัตถุ พลังงานจลน์ถูกกำหนดให้เป็นการทำงานของแรงที่เร่งจุดจากศูนย์ไปเป็นค่า H และในรูปแบบสูตร จลนศาสตร์ของวัตถุจะเท่ากับ ½*M*N โดยที่ M คือมวล ในการหาพลังงานจลน์ของวัตถุที่ประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมาก คุณต้องหาผลรวมของพลังงานจลน์ทั้งหมดของอนุภาค และนี่จะเป็นพลังงานจลน์ของร่างกาย

คุณสมบัติของการประยุกต์ใช้งานจริง (พลังงานศักย์)

ในกรณีที่แรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกายเป็นแบบอนุรักษ์นิยม และพลังงานศักย์เท่ากับพลังงานทั้งหมด ก็ไม่มีงานใดเกิดขึ้น สมมุติฐานนี้เรียกว่ากฎการอนุรักษ์พลังงานกล พลังงานกลในระบบปิดจะคงที่ตลอดช่วงเวลา กฎหมายอนุรักษ์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ปัญหาจากกลศาสตร์คลาสสิก

คุณสมบัติของการประยุกต์ใช้งานจริง (อุณหพลศาสตร์)

ในอุณหพลศาสตร์ งานที่ทำโดยแก๊สระหว่างการขยายตัวจะคำนวณโดยอินทิกรัลของความดันคูณปริมาตร วิธีการนี้ใช้ไม่เพียงแต่ในกรณีที่มีฟังก์ชันปริมาตรที่แน่นอน แต่ยังรวมถึงกระบวนการทั้งหมดที่สามารถแสดงในระนาบความดัน/ปริมาตรด้วย นอกจากนี้ยังใช้ความรู้เกี่ยวกับงานเครื่องกลไม่เพียงแต่กับก๊าซเท่านั้น แต่ยังใช้กับทุกสิ่งที่สามารถสร้างแรงกดดันได้

คุณสมบัติของการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในทางปฏิบัติ (กลศาสตร์เชิงทฤษฎี)

ในกลศาสตร์เชิงทฤษฎี คุณสมบัติและสูตรทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้นได้รับการพิจารณาอย่างละเอียดยิ่งขึ้น โดยเฉพาะการคาดการณ์ เธอยังให้คำจำกัดความของเธอเองสำหรับสูตรต่างๆ ของงานเครื่องกล (ตัวอย่างของคำจำกัดความสำหรับอินทิกรัลของ Rimmer): ขีดจำกัดที่ผลรวมของแรงทั้งหมดมีแนวโน้ม งานพื้นฐานเมื่อความละเอียดของพาร์ติชันมีแนวโน้มเป็นศูนย์ เรียกว่า งานแรงตามแนวโค้ง คงจะยากใช่ไหม? แต่ไม่มีอะไร ทุกอย่างเรียบร้อยดีด้วยกลศาสตร์เชิงทฤษฎี ใช่แล้ว งานเครื่องกล ฟิสิกส์ และปัญหาอื่นๆ จบลงแล้ว นอกจากนี้จะเป็นเพียงตัวอย่างและข้อสรุปเท่านั้น

หน่วยวัดงานเครื่องกล

SI ใช้จูลในการวัดงาน ในขณะที่ GHS ใช้ ergs:

1. 1 J = 1 กิโลกรัม ตรม./วินาที2 = 1 นิวตันเมตร
2. 1 เอิร์ก = 1 กรัม cm²/s² = 1 ดายน์ ซม
3. 1 เอิร์ก = 10 −7 เจ

ตัวอย่างงานเครื่องกล

เพื่อให้เข้าใจแนวคิดเช่นงานเครื่องจักรกลในที่สุดคุณควรศึกษาตัวอย่างหลายตัวอย่างที่จะช่วยให้คุณสามารถพิจารณาจากหลาย ๆ ด้าน แต่ไม่ใช่ทั้งหมด:

1. เมื่อบุคคลยกหินด้วยมือ งานกลจะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของมือ
2. เมื่อรถไฟแล่นไปตามราง รถไฟจะถูกดึงโดยแรงดึงของรถแทรกเตอร์ (หัวรถจักรไฟฟ้า หัวรถจักรดีเซล ฯลฯ)
3. หากคุณหยิบปืนและยิงจากนั้นต้องขอบคุณแรงกดดันที่สร้างขึ้นโดยผงก๊าซงานก็จะสำเร็จ: กระสุนถูกเคลื่อนที่ไปตามลำกล้องปืนในเวลาเดียวกันกับที่ความเร็วของกระสุนเพิ่มขึ้น
4. งานเครื่องกลก็เกิดขึ้นเมื่อแรงเสียดทานกระทำต่อร่างกาย บังคับให้ร่างกายลดความเร็วในการเคลื่อนที่
5. ตัวอย่างข้างต้นกับลูกบอลเมื่อพวกมันลอยขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามสัมพันธ์กับทิศทางของแรงโน้มถ่วงก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของงานทางกลด้วย แต่นอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงแล้ว แรงของอาร์คิมิดีสยังทำหน้าที่เมื่อทุกสิ่งที่เบากว่าอากาศลอยขึ้น

อำนาจคืออะไร?

สุดท้ายนี้ผมอยากจะกล่าวถึงหัวข้อเรื่องอำนาจ งานที่กระทำด้วยกำลังในหนึ่งหน่วยเวลาเรียกว่ากำลัง ในความเป็นจริง กำลังคือปริมาณทางกายภาพที่สะท้อนอัตราส่วนของงานต่อช่วงระยะเวลาหนึ่งในระหว่างที่งานนี้เสร็จสิ้น: M=P/B โดยที่ M คือกำลัง P คืองาน B คือเวลา หน่วยกำลัง SI คือ 1 W วัตต์เท่ากับกำลังงานหนึ่งจูลในหนึ่งวินาที: 1 W=1J\1s

เนื้อหา:

กระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้ในอนาคตเพื่อวัตถุประสงค์บางอย่างในการทำงานบางประเภท ต้องขอบคุณไฟฟ้าที่ทำให้อุปกรณ์ อุปกรณ์ และอุปกรณ์ทั้งหมดทำงาน งานนี้แสดงถึงความพยายามบางอย่างในการเคลื่อนย้าย ค่าไฟฟ้าเป็นระยะทางที่กำหนด ตามอัตภาพ งานดังกล่าวภายในส่วนของวงจรจะเท่ากับค่าตัวเลขของแรงดันไฟฟ้าในส่วนนี้

ในการคำนวณที่จำเป็น คุณจำเป็นต้องทราบวิธีการวัดการทำงานของกระแสไฟฟ้า การคำนวณทั้งหมดดำเนินการตามข้อมูลเริ่มต้นที่ได้รับโดยใช้ เครื่องมือวัด. ยิ่งประจุมีขนาดใหญ่เท่าใดก็ยิ่งต้องใช้ความพยายามมากขึ้นในการเคลื่อนย้ายและจะทำงานได้มากขึ้นเท่านั้น

งานปัจจุบันเรียกว่าอะไร?

กระแสไฟฟ้าในเชิงปริมาณทางกายภาพนั้นไม่มีความสำคัญในทางปฏิบัติ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือผลกระทบของกระแสซึ่งมีลักษณะเฉพาะตามงานที่ทำ งานนี้แสดงถึงการกระทำบางอย่างในระหว่างที่พลังงานประเภทหนึ่งถูกเปลี่ยนไปสู่อีกประเภทหนึ่ง ตัวอย่างเช่น, พลังงานไฟฟ้าโดยหมุนเพลามอเตอร์ให้กลายเป็น พลังงานกล. งานนั้นเอง กระแสไฟฟ้าประกอบด้วยการเคลื่อนที่ของประจุในตัวนำภายใต้อิทธิพล สนามไฟฟ้า. ในความเป็นจริง งานทั้งหมดของอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่นั้นกระทำโดยสนามไฟฟ้า

ในการคำนวณจะต้องได้รับสูตรการทำงานของกระแสไฟฟ้า ในการรวบรวมสูตร คุณจะต้องมีพารามิเตอร์ เช่น ความแรงของกระแสและ เนื่องจากงานที่ทำโดยกระแสไฟฟ้าและงานที่ทำโดยสนามไฟฟ้าเป็นสิ่งเดียวกัน จึงแสดงเป็นผลคูณของแรงดันไฟฟ้าและประจุที่ไหลในตัวนำ นั่นคือ A = Uq สูตรนี้มาจากความสัมพันธ์ที่กำหนดแรงดันไฟฟ้าในตัวนำ: U = A/q แรงดันไฟฟ้าแสดงถึงงานที่ทำโดยสนามไฟฟ้า A เพื่อขนส่งอนุภาคที่มีประจุ q

อนุภาคที่มีประจุหรือประจุนั้นจะแสดงเป็นผลคูณของความแรงในปัจจุบันและเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ของประจุนี้ไปตามตัวนำ: q = It ในสูตรนี้ ใช้ความสัมพันธ์สำหรับความแรงของกระแสไฟฟ้าในตัวนำ: I = q/t นั่นคือมันคืออัตราส่วนของประจุต่อระยะเวลาที่ประจุผ่านหน้าตัดของตัวนำ ในรูปแบบสุดท้าย สูตรการทำงานของกระแสไฟฟ้าจะมีลักษณะเหมือนผลคูณของปริมาณที่ทราบ: A = UIt

งานของกระแสไฟฟ้าวัดในหน่วยใด

ก่อนที่จะตอบคำถามเกี่ยวกับวิธีการวัดการทำงานของกระแสไฟฟ้าโดยตรงจำเป็นต้องรวบรวมหน่วยการวัดปริมาณทางกายภาพทั้งหมดที่คำนวณพารามิเตอร์นี้ งานใดๆ ดังนั้นหน่วยวัดปริมาณนี้จะเป็น 1 จูล (1 J) แรงดันไฟฟ้าวัดเป็นโวลต์ กระแสวัดเป็นแอมแปร์ และเวลาวัดเป็นวินาที ซึ่งหมายความว่าหน่วยวัดจะมีลักษณะดังนี้: 1 J = 1V x 1A x 1s

ขึ้นอยู่กับหน่วยการวัดที่ได้รับ งานของกระแสไฟฟ้าจะถูกกำหนดเป็นผลคูณของความแรงของกระแสในส่วนของวงจร แรงดันไฟฟ้าที่ปลายของส่วน และระยะเวลาที่กระแสไหลผ่าน ตัวนำ

การวัดทำได้โดยใช้โวลต์มิเตอร์และนาฬิกา อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้คุณสามารถแก้ปัญหาวิธีค้นหาค่าที่แน่นอนของพารามิเตอร์ที่กำหนดได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์เข้ากับวงจรจำเป็นต้องตรวจสอบการอ่านตามระยะเวลาที่กำหนด ข้อมูลที่ได้รับจะถูกแทรกลงในสูตรหลังจากนั้นจะแสดงผลลัพธ์สุดท้าย

ฟังก์ชั่นของอุปกรณ์ทั้งสามจะรวมอยู่ในมิเตอร์ไฟฟ้าที่คำนึงถึงพลังงานที่ใช้และในความเป็นจริงงานที่ทำโดยกระแสไฟฟ้า ที่นี่ใช้อีกหน่วยหนึ่ง - 1 kW x h ซึ่งหมายถึงปริมาณงานที่ทำได้ในระหว่างหน่วยเวลาด้วย

มันหมายความว่าอะไร?

ในวิชาฟิสิกส์ “งานเครื่องกล” คืองานที่ใช้แรงบางอย่าง (แรงโน้มถ่วง ความยืดหยุ่น แรงเสียดทาน ฯลฯ) ต่อร่างกาย ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ร่างกายเคลื่อนที่

บ่อยครั้งที่คำว่า "เครื่องกล" ไม่ได้เขียนไว้
บางครั้งคุณอาจเจอสำนวนที่ว่า “ร่างกายได้ทำงานแล้ว” ซึ่งโดยหลักการแล้วหมายถึง “แรงที่กระทำต่อร่างกายได้ทำงานแล้ว”

ฉันคิดว่า - ฉันกำลังทำงานอยู่

ฉันจะไป - ฉันก็ทำงานเหมือนกัน

ที่นี่งานเครื่องกลอยู่ที่ไหน?

หากร่างกายเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรง งานทางกลก็จะเกิดขึ้น

พวกเขาบอกว่าร่างกายทำงานได้
หรือถ้าให้เจาะจงกว่านั้น จะเป็นดังนี้ งานจะกระทำโดยแรงที่กระทำต่อร่างกาย

งานบ่งบอกถึงผลลัพธ์ของแรง

แรงที่กระทำต่อบุคคลนั้นทำงานทางกลไกกับเขา และจากผลของแรงเหล่านี้ บุคคลนั้นจึงเคลื่อนไหว

งานคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับผลคูณของแรงที่กระทำต่อร่างกายและเส้นทางที่ร่างกายสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงในทิศทางของแรงนี้

เอ - งานเครื่องกล
F - ความแข็งแกร่ง
S - ระยะทางที่เดินทาง

งานเสร็จแล้วหากตรงตามเงื่อนไข 2 ประการพร้อมกัน: แรงกระทำต่อร่างกายและแรงนั้น
เคลื่อนที่ไปในทิศทางของแรง

ไม่มีงานทำ(เช่น เท่ากับ 0) ถ้า:
1.แรงกระทำแต่ร่างกายไม่เคลื่อนไหว

ตัวอย่างเช่น: เราออกแรงกับก้อนหิน แต่ไม่สามารถขยับได้

2. ร่างกายเคลื่อนที่และแรงเป็นศูนย์ หรือแรงทั้งหมดได้รับการชดเชย (นั่นคือ ผลลัพธ์ของแรงเหล่านี้คือ 0)
ตัวอย่างเช่น เมื่อเคลื่อนที่ด้วยแรงเฉื่อย จะไม่มีงานใดเกิดขึ้น
3. ทิศทางของแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกายตั้งฉากกัน

ตัวอย่างเช่น เมื่อรถไฟเคลื่อนที่ในแนวนอน แรงโน้มถ่วงจะไม่ทำงาน

งานสามารถเป็นบวกและลบได้

1. หากทิศทางของแรงและทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกายตรงกัน งานเชิงบวกก็จะเสร็จสิ้น

ตัวอย่างเช่น: แรงโน้มถ่วงซึ่งกระทำต่อหยดน้ำที่ตกลงมานั้นให้ผลเชิงบวก

2. หากทิศทางของแรงและการเคลื่อนไหวของร่างกายตรงกันข้ามแสดงว่างานด้านลบเสร็จสิ้น

ตัวอย่างเช่น: แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อบอลลูนที่กำลังลอยอยู่จะทำงานเชิงลบ

ถ้าแรงหลายแรงกระทำต่อร่างกาย งานทั้งหมดที่ทำโดยแรงทั้งหมดจะเท่ากับงานที่ทำโดยแรงที่เกิดขึ้น

หน่วยงาน

เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ D. Joule หน่วยงานนี้มีชื่อว่า 1 Joule

ใน ระบบระหว่างประเทศหน่วย (SI):
[A] = J = N ม
1J = 1N 1ม

งานเครื่องกลมีค่าเท่ากับ 1 J หากวัตถุเคลื่อนที่ไป 1 เมตรในทิศทางของแรงนี้ภายใต้อิทธิพลของแรง 1 N

เมื่อบินจาก นิ้วหัวแม่มือมือของมนุษย์บนดัชนี
ยุงทำงานได้ - 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 J.

หัวใจมนุษย์ทำงานประมาณ 1 J ต่อการหดตัว ซึ่งสอดคล้องกับงานที่ทำเมื่อยกของหนัก 10 กก. ถึงสูง 1 ซม.

ไปทำงานกันเถอะเพื่อน!

จากประสบการณ์ในชีวิตประจำวันของเรา คำว่า “งาน” ปรากฏบ่อยมาก แต่เราควรแยกความแตกต่างระหว่างงานทางสรีรวิทยาและงานจากมุมมองของวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์ เมื่อคุณกลับจากชั้นเรียน คุณจะพูดว่า: “โอ้ ฉันเหนื่อยมาก!” นี่คืองานทางสรีรวิทยา หรือยกตัวอย่างการทำงานเป็นทีมค่ะ นิทานพื้นบ้าน"หัวผักกาด".

รูปที่ 1 ทำงานตามความหมายในชีวิตประจำวัน

เราจะพูดถึงงานจากมุมมองของฟิสิกส์ที่นี่

งานเครื่องกลจะดำเนินการหากร่างกายเคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของแรง งานถูกกำหนดด้วยตัวอักษรละติน A คำจำกัดความของงานที่เข้มงวดยิ่งขึ้นมีลักษณะเช่นนี้

งานของแรงคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับผลคูณของขนาดของแรงและระยะทางที่ร่างกายเคลื่อนที่ไปในทิศทางของแรง

รูปที่ 2 งานคือปริมาณทางกายภาพ

สูตรนี้ใช้ได้เมื่อมีแรงคงที่กระทำต่อร่างกาย

ในระบบสากลของหน่วย SI งานจะวัดเป็นจูล

ซึ่งหมายความว่าหากวัตถุเคลื่อนที่ได้ 1 เมตรภายใต้อิทธิพลของแรง 1 นิวตัน แสดงว่าแรงนี้ทำงาน 1 จูล

หน่วยงานนี้ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ James Prescott Joule

รูปที่ 3 เจมส์ เพรสคอตต์ จูล (1818 - 1889)

จากสูตรการคำนวณงานพบว่ามีสามกรณีที่เป็นไปได้เมื่องานมีค่าเท่ากับศูนย์

กรณีแรกคือเมื่อมีแรงกระทำต่อร่างกาย แต่ร่างกายไม่เคลื่อนไหว ตัวอย่างเช่น บ้านมีแรงโน้มถ่วงมหาศาล แต่เธอไม่ได้ทำงานอะไรเพราะบ้านไม่เคลื่อนไหว

กรณีที่สองคือเมื่อร่างกายเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อย กล่าวคือ ไม่มีแรงใดมากระทำ ตัวอย่างเช่น, ยานอวกาศเคลื่อนที่ไปในอวกาศระหว่างกาแล็กซี

กรณีที่สามคือเมื่อมีแรงกระทำต่อร่างกายตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่ของร่างกาย ในกรณีนี้แม้ว่าร่างกายจะเคลื่อนไหวและมีแรงกระทำต่อร่างกาย แต่ไม่มีการเคลื่อนไหวของร่างกาย ในทิศทางของแรง.

รูปที่ 4 สามกรณีเมื่องานเป็นศูนย์

ควรกล่าวด้วยว่างานที่ทำโดยกำลังอาจเป็นผลลบได้ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นหากร่างกายเคลื่อนไหว ขัดแย้งกับทิศทางของแรง. ตัวอย่างเช่น เมื่อเครนยกสิ่งของเหนือพื้นดินโดยใช้สายเคเบิล งานที่ทำโดยแรงโน้มถ่วงจะเป็นลบ (และงานที่ทำโดยแรงยืดหยุ่นของสายเคเบิลที่พุ่งขึ้นด้านบนจะเป็นค่าบวก)

สมมติว่าเมื่องานก่อสร้างต้องเติมทรายลงในหลุม รถขุดจะใช้เวลาไม่กี่นาที แต่คนงานที่มีพลั่วจะต้องทำงานเป็นเวลาหลายชั่วโมง แต่ทั้งผู้ขุดและคนงานก็คงจะเสร็จเรียบร้อย งานเดียวกัน.

รูปที่ 5 งานเดียวกันสามารถทำได้ในเวลาต่างกัน

เพื่อระบุลักษณะความเร็วของงานที่ทำในวิชาฟิสิกส์ จะใช้ปริมาณที่เรียกว่ากำลัง

กำลังคือปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของงานต่อเวลาที่ดำเนินการ

กำลังระบุด้วยตัวอักษรละติน เอ็น.

หน่วย SI ของกำลังคือวัตต์

หนึ่งวัตต์คือกำลังงานหนึ่งจูลในหนึ่งวินาที

หน่วยกำลังตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวอังกฤษ เครื่องยนต์ไอน้ำเจมส์ วัตต์.

รูปที่ 6 เจมส์ วัตต์ (1736 - 1819)

เรามารวมสูตรคำนวณงานกับสูตรคำนวณกำลังกัน

ให้เราจำไว้ว่าอัตราส่วนของเส้นทางที่ร่างกายเดินทางคือ สตามเวลาที่มีการเคลื่อนไหว ทีหมายถึงความเร็วของการเคลื่อนไหวของร่างกาย โวลต์.

ดังนั้น, กำลังเท่ากับผลคูณของค่าตัวเลขของแรงและความเร็วของร่างกายในทิศทางของแรง.

สูตรนี้สะดวกในการใช้เมื่อแก้ไขปัญหาที่แรงกระทำต่อวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ทราบ

บรรณานุกรม

1. Lukashik V.I. , Ivanova E.V. รวบรวมปัญหาทางฟิสิกส์สำหรับเกรด 7-9 ของสถาบันการศึกษาทั่วไป - ฉบับที่ 17 - อ.: การศึกษา, 2547.
2. Peryshkin A.V. ฟิสิกส์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 - ฉบับที่ 14 แบบเหมารวม. - ม.: อีสตาร์ด, 2010.
3. Peryshkin A.V. การรวบรวมปัญหาทางฟิสิกส์เกรด 7-9: รุ่นที่ 5 แบบเหมารวม - อ: สำนักพิมพ์ “สอบ”, 2553.

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

การบ้าน

1. งานมีค่าเท่ากับศูนย์ในกรณีใดบ้าง?
2. งานตามเส้นทางเดินทางไปในทิศทางของแรงเป็นอย่างไร? ไปในทิศทางตรงกันข้าม?
3. แรงเสียดทานที่กระทำต่ออิฐเมื่อเคลื่อนที่ไป 0.4 ม. ทำได้มากน้อยเพียงใด แรงเสียดทานคือ 5 N