Příklad mechanické práce

The mechanické práce byl definován jako působení síly konstantní hodnoty na vzdálenost. To je obvykle ilustrováno tím, že ukazuje osobu pohybující se tělem z jednoho bodu do druhého na horizontále.

The Práce je fyzická velikost vyplývající ze znásobení Síly aplikované na celou vzdálenost, přičemž Newton-metry nebo Jouly jsou jednotky, pro Mezinárodní systém měření SI. Jeden Joule je práce vykonaná se Sílou 1 Newton podél 1 metru.

Práce je skalární veličina, která je obecně reprezentována písmenem W, v narážce na anglické slovo „Práce“.

Jeho výpočet je vyjádřen takto:

Pokud je použitá síla pozorována jako výslednice systému sil, je možné objevit menší síly, kterých se to týká. Například při zvedání břemene pomocí kladky působí hmotnost břemene a napnutí lanka kladky jako síly. Výsledek mezi těmito dvěma určí, zda zátěž zůstane statická nebo začne stoupat. To, co uděláte na konci, se vynásobí vzdáleností odsazení.

Pokud se mechanická práce provádí ve prospěch pohybu již zavedeného v těle, považuje se to za pozitivní a přidá se k práci, která ji již ovlivňuje

, což generuje větší celkovou práci.

Pokud je mechanická práce prováděna proti pohybu těla, je to bráno jako negativní a je proti práci, která již na tělo působí, generující menší výslednou práci napadající tělo.

Mechanické práce aplikované pod úhlem sklonu

 Existují případy, kdy síla k posunutí objektu není aplikována horizontálně, synchronizovaně s pohybem, ale pod úhlem vzhledem k rovině. To znamená, že vyvíjená síla působí se svislou složkou a s vodorovnou složkou.

Při vodorovném posunutí těla se vertikální složka neuvažuje, protože objekt nestoupá ve vzduchu, ale pohybuje se pouze vodorovně, pokračujeme tedy pouze ve výpočtu Síly, která skutečně generuje pohyb.

Abychom vypočítali Sílu, která nás zajímá, vynásobíme Sílu aplikovanou kosinem úhlu. Tímto způsobem je síla převedena do správného směru pohybu.

Použitím této rovnosti na výpočet mechanické práce by nový vzorec byl:

Mechanická práce v termodynamice

Pro lepší pochopení termodynamického kontextu mechanické práce je nutné definovat uzavřený systém. Uzavřený systém je nádoba s definovaným objemem, ve které nedochází k výměně látek s vnějškem. Existuje pouze výměna energie a práce přes hranici nebo okraj systému.

V termodynamice se mechanická práce používá v uzavřených systémech, buď jako podpora nebo důsledek jevu, který se v nich vyskytuje.

Jako příklad bude použit systém válec-píst. Pokud je plyn uzavřen v systému Cylinder-Piston a teplota nebo tlak se mění, částice plynu Budou reagovat na tuto změnu v kontejneru, seskupením nebo rozptýlením ve větší míře, generováním variace objemu rozuměl.

Tento jev expanze nebo komprese se projevuje ještě jasněji, když dojde k chemické reakci. jejichž stechiometrie znamená změnu objemu od reaktantů k produktům, jako je spalování.

Spalovací motor je nejjasnějším příkladem uplatnění mechanické práce získané chemickou reakcí v uzavřeném termodynamickém systému.

Parametry, se kterými se počítá práce v uzavřeném termodynamickém systému, jsou dány následujícím výrazem:

Výše uvedená rovnice vypočítá práci vynásobením systémového tlaku změnou objemu. Pro nekonečně malé změny máme diferenciální výraz:

A výraz mezi počátečním a konečným objemem V1 a V2 je integrován.

Existují dva případy, kdy lze rovnici integrovat:

První případ: Tlak je v systému konstantní, takže pouze jeho číselná hodnota je umístěna nalevo od integračního symbolu a je integrován pouze rozdíl dV.

Druhý případ: Tlak je funkcí objemu P = Φ (V), který je vložen mezi integrační symbol a diferenciální a postupovat k jeho integraci po jednotlivých termínech mezi limity V1 a V2, dokud nedosáhne hodnoty číselný W.

Pohyb palety pomocí vysokozdvižného vozíku vyžaduje jeho vertikální mechanickou práci a horizontální jeho umístění na místo.

U spalovacího motoru generuje reakce benzínu s jiskrou ze zapalovací svíčky a vzduchem a expanze v pístu zajišťující mechanickou práci, která bude následně sdělena klikovému hřídeli a motoru pneumatiky.

V komerčních přístavech, kde je mnoho velkých kovových krabic, se k jejich přemisťování používají jeřáby. Nejprve je jeřábová řemenice zavěšena na skříň; stoupá ve vzduchu mírnou rychlostí a na konci se pohybuje vodorovně, aby jej uložil na své místo na lodi, kam má být přepravován.

V termoelektrických zařízeních pára generovaná kotlem pohání turbíny, které sdělují mechanickou práci generátorům za účelem výroby elektrické energie.

Mechatronická ramena, která pracují v automobilových montážních firmách, provádějí mechanickou práci s díly, přepravují je a přizpůsobují na svém konstrukčním místě.

Trochu abstraktnější mechanická práce je ta, která generuje vítr proti plachtám lodi, aby se pohybovala nad vodou. Proto jsou plachty strategicky uspořádané, aby co nejlépe využily práci, kterou může pohybující se vzduch přinést.

Ve stavebnictví je společnost trascabos odpovědná za aplikaci mechanické práce na surovinu, ať už jde o písek, cement, vápno. Nejprve se do kbelíku nashromáždí co nejvíce, poté se přepraví a nakonec se uloží tam, kde se použije. Jedná se o tři až čtyři mechanické pracovní procesy.