Eksempel på mekanisk arbejde

Det mekanisk arbejde er defineret som handling af en kraft med konstant værdi over en afstand. Det illustreres normalt ved at vise en person, der bevæger en krop fra et punkt til et andet på det vandrette.

Det Arbejde er den fysiske størrelse som følge af multiplikationen af ​​den kraft, der anvendes over hele afstanden, idet man tager Newton-meter eller Joule som enheder til det internationale system for målinger SI. En Joule er det arbejde, der udføres med en kraft på 1 Newton langs 1 meter.

Arbejde er en skalar mængde, der generelt er repræsenteret af bogstavet W, der henviser til det engelske ord "Work".

Dens beregning udtrykkes som følger:

Hvis den anvendte styrke observeres som resultatet af et styrkesystem, er det muligt at opdage de mindre kræfter, der er involveret. For eksempel når lasten løftes med en remskive, fungerer lastvægten og kabelspændingen på remskiven som kræfter. Resultatet mellem de to vil afgøre, om belastningen forbliver statisk eller begynder at stige. Hvad du gør i slutningen multipliceres med offsetafstanden.

Hvis det mekaniske arbejde udføres til fordel for en bevægelse, der allerede er etableret i kroppen, tages det som positivt og føjes til det arbejde, der allerede påvirker det, der genererer et større samlet arbejde.

Hvis det mekaniske arbejde udføres mod kroppens bevægelse, betragtes det som negativt og er i modsætning til det arbejde, der allerede påvirker kroppengenererer et mindre resulterende arbejde, der invaderer kroppen.

Mekanisk arbejde anvendt med en hældningsvinkel

 Der er tilfælde, hvor kraften til at forskyde objektet ikke påføres vandret, synkroniseret med bevægelsen, men i en vinkel i forhold til planet. Dette betyder, at den kraft, der udøves, handler med en lodret komponent og med en vandret komponent.

I den vandrette forskydning af kroppen betragtes den lodrette komponent ikke, fordi objektet ikke stiger i luften, men kun bevæger sig vandret, så vi fortsætter kun med at beregne den kraft, der virkelig genererer bevægelsen.

For at beregne den kraft, der interesserer os, multiplicerer vi den kraft, der er anvendt af Cosine af vinklen. På denne måde oversættes styrken til den korrekte bevægelsesretning.

Så ved at anvende denne ligestilling ved beregningen af ​​mekanisk arbejde ville den nye formel være:

Mekanisk arbejde inden for termodynamik

For bedre at forstå den termodynamiske kontekst af mekanisk arbejde er det nødvendigt at definere det lukkede system. Et lukket system er en beholder med et defineret volumen, og hvor der ikke er nogen materieludveksling udefra. Der er kun udveksling af energi og arbejde gennem grænsen eller kanten af ​​systemet.

I termodynamik bruges mekanisk arbejde i lukkede systemer, enten som en støtte eller som en konsekvens af det fænomen, der opstår inde i dem.

Et cylinder-stempelsystem vil blive brugt som et eksempel. Hvis en gas er lukket i et cylinder-stempelsystem, og temperaturen eller trykket varieres, ændres gaspartiklerne De vil reagere på denne ændring i containeren, gruppere eller sprede i større grad og generere en variation i volumen forstået.

Dette fænomen med ekspansion eller kompression manifesteres endnu tydeligere, når en kemisk reaktion opstår. hvis støkiometri indebærer en ændring i volumen, fra reaktanter til produkter, såsom forbrænding.

Forbrændingsmotoren er det klareste eksempel på anvendelse af mekanisk arbejde opnået ved en kemisk reaktion i et lukket termodynamisk system.

Parametrene, hvormed arbejdet i et lukket termodynamisk system beregnes, gives ved følgende udtryk:

Ovenstående ligning beregner arbejdet, ganges systemtrykket med volumenændring. For uendelige ændringer har vi det differentielle udtryk:

Og udtrykket mellem det indledende og det endelige bind V1 og V2 er integreret.

Der er to tilfælde, hvor ligningen kan integreres:

Første sag: Trykket er konstant i systemet, så kun dets numeriske værdi placeres til venstre for integrationssymbolet, og kun differensdV er integreret.

Andet tilfælde: Tryk er en funktion af lydstyrken P = Φ (V), der indsættes mellem integrationssymbolet og differentieret, og fortsæt med dets integration, term for term, mellem grænserne V1 og V2, indtil værdien nås numerisk af W.

At flytte en palle med en gaffeltruck indebærer lodret mekanisk arbejde for at løfte den og vandret for at bringe den på plads.

I en forbrændingsmotor frembringer reaktionen af ​​benzin med gnisten fra tændrøret og luften en udvidelse i stemplet, der giver mekanisk arbejde, som efterfølgende vil blive kommunikeret til krumtapakslen og dæk.

I kommercielle havne, hvor der er mange store metalkasser, bruges kraner til at flytte dem. For det første er kranhjulet fastgjort til kassen; den stiger i luften med moderat hastighed, og i slutningen bevæger den sig vandret for at anbringe den på sin plads på skibet, hvor den skal transporteres.

I termoelektriske anlæg driver dampen, der genereres af kedlen, turbinerne, som kommunikerer det mekaniske arbejde til generatorerne for at producere den elektriske energi.

De mekatroniske arme, der fungerer i bilmonteringsenhederne, anvender mekanisk arbejde på delene for at transportere dem og rumme dem på deres designsted.

Et noget mere abstrakt mekanisk arbejde er det, der genererer vinden mod et skibs sejl for at flytte det over vandet. Derfor er sejlene strategisk arrangeret for at drage fuld fordel af det arbejde, som den bevægelige luft kan bringe.

I byggebranchen er trascabos ansvarlige for at anvende mekanisk arbejde på råmaterialet, det være sig sand, cement, kalk. Først indsamles så meget som muligt i spanden, derefter transporteres den og deponeres til sidst, hvor den skal bruges. De er mellem tre og fire mekaniske arbejdsprocesser.