Mekaaninen työesimerkki

mekaaninen työ on määritelty vakioarvon voiman toiminta etäisyydellä. Se havainnollistetaan yleensä osoittamalla henkilöä, joka siirtää kehoa vaakatasossa pisteestä toiseen.

Työ on fyysinen suuruus seurauksena koko etäisyydelle kohdistetun voiman kertominen, ottaen Newton-metrit tai joulet yksikköinä, kansainväliselle mittausjärjestelmälle SI. Yksi joule on työ, joka tehdään voimalla 1 Newton 1 metriä pitkin.

Teos on skalaarinen määrä, jota yleensä edustaa kirjain W, viitaten englanninkieliseen sanaan "Work".

Sen laskenta ilmaistaan ​​seuraavasti:

Jos käytetty voima havaitaan voimajärjestelmän tuloksena, on mahdollista löytää mukana olevat pienemmät voimat. Esimerkiksi kuormaa nostettaessa hihnapyörällä kuorman paino ja hihnapyörän kaapelin kireys toimivat voimina. Näiden kahden välinen tulos määrittää, pysyykö kuorma staattisena vai alkaako se nousta. Se, mitä teet lopussa, kerrotaan offset-etäisyydellä.

Jos mekaaninen työ suoritetaan kehossa jo vakiintuneen liikkeen hyväksi, sitä pidetään positiivisena ja lisätään työhön, joka jo vaikuttaa siihen, mikä tuottaa enemmän kokonaistyötä.

Jos mekaanista työtä tehdään kehon liikettä vastaan, sitä pidetään negatiivisena ja se vastustaa työtä, joka jo vaikuttaa kehoon, tuottaa pienen tuloksena olevan työn, joka tunkeutuu kehoon.

Mekaaninen työ, jota käytetään kaltevuuskulmalla

 On tapauksia, joissa voimaa esineen siirtämiseksi ei kohdisteta vaakasuoraan, synkronoituna liikkeen kanssa, vaan kulmassa suhteessa tasoon. Tämä tarkoittaa, että kohdistuva voima toimii pystysuoran ja vaakasuoran komponentin kanssa.

Rungon vaakasuorassa siirtymässä pystysuoraa komponenttia ei oteta huomioon, koska esine ei nouse ilmassa, vaan liikkuu vain vaakasuorassa, joten jatkamme vain sen voiman laskemista, joka todella tuottaa liikkeen.

Meitä kiinnostavan voiman laskemiseksi kerrotaan kulman kosinin käyttämä voima. Tällä tavalla Voima käännetään oikeaan liikesuuntaan.

Joten soveltamalla tätä tasa-arvoa mekaanisen työn laskentaan uusi kaava olisi:

Mekaaninen työ termodynamiikassa

Mekaanisen työn termodynaamisen kontekstin ymmärtämiseksi on tarpeen määritellä suljettu järjestelmä. Suljettu järjestelmä on säiliö, jolla on määritelty tilavuus ja jossa ei tapahdu aineenvaihtoa ulkopuolen kanssa. Energian ja työn vaihto tapahtuu vain järjestelmän rajan tai reunan läpi.

Termodynamiikassa mekaanista työtä käytetään suljetuissa järjestelmissä joko niiden sisällä tapahtuvan ilmiön tukena tai seurauksena.

Esimerkkinä käytetään sylinteri-mäntäjärjestelmää. Jos kaasu on suljettu sylinteri-mäntäjärjestelmässä ja lämpötila tai paine vaihtelee, kaasupartikkelit He reagoivat tähän muutokseen säiliössä, ryhmittymällä tai hajaantumalla suuremmassa määrin, mikä aiheuttaa vaihtelua tilavuudessa ymmärsi.

Tämä laajenemisen tai puristumisen ilmiö ilmenee vielä selvemmin kemiallisen reaktion tapahtuessa. joiden stökiometria merkitsee tilavuuden muutosta reagensseista tuotteisiin, kuten palaminen.

Polttomoottori on selkein esimerkki kemiallisella reaktiolla saavutetun mekaanisen työn käytöstä suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä.

Parametrit, joilla työ suljetussa termodynaamisessa järjestelmässä lasketaan, saadaan seuraavalla lausekkeella:

Yllä oleva yhtälö laskee työn kertomalla järjestelmän paine äänenvoimakkuuden muutoksella. Äärettömän pienille muutoksille meillä on differentiaalilauseke:

Ja lauseke alku- ja lopputilavuuden V1 ja V2 välillä on integroitu.

Yhtälö voidaan integroida kahdessa tapauksessa:

Ensimmäinen tapaus: Paine on järjestelmässä vakio, joten vain sen numeerinen arvo sijoitetaan integrointisymbolin vasemmalle puolelle ja vain differentiaalinen dV on integroitu.

Toinen tapaus: Paine on tilavuuden P = Φ (V) funktio, joka lisätään integraatiosymbolin ja ero ja jatka sen integrointia, termikohtaisesti, rajojen V1 ja V2 välillä, kunnes saavutetaan arvo numeerinen W.

Kuormalavan siirtäminen trukilla edellyttää pystysuoraa mekaanista työtä sen nostamiseksi ja vaakatasossa sen tuomiseksi paikalleen.

Polttomoottorissa bensiinin reaktio sytytystulpan ja ilman kipinän kanssa tuottaa a männän laajeneminen, joka tarjoaa mekaanista työtä, joka ilmoitetaan myöhemmin kampiakselille ja renkaat.

Kaupallisissa satamissa, joissa on lukuisia suuria metallilaatikoita, nostureita käytetään niiden siirtämiseen. Ensinnäkin nosturin hihnapyörä on koukussa laatikkoon; se nousee ilmassa kohtuullisella nopeudella ja lopulta liikkuu vaakasuoraan tallettaakseen sen paikalleen aluksella, johon se on tarkoitus kuljettaa.

Lämpösähkölaitoksissa kattilan tuottama höyry ajaa turbiinit, jotka välittävät mekaanisen työn generaattoreille sähköenergian tuottamiseksi.

Autojen kokoonpanokoneissa toimivat mekatroniset varret käyttävät kappaleisiin mekaanista työtä, kuljettavat niitä ja sijoittavat ne suunnittelupaikalleen.

Hieman abstraktimpi mekaaninen työ on se, joka synnyttää tuulen laivan purjeita vasten sen siirtämiseksi veden yläpuolelle. Siksi purjeet on järjestetty strategisesti, jotta saat kaiken irti liikkuvan ilman tuottamasta työstä.

Rakennusteollisuudessa trascabos ovat vastuussa mekaanisen työn levittämisestä raaka-aineeseen, olipa se sitten hiekka, sementti, kalkki. Ensin kerätään mahdollisimman paljon ämpäriin, sitten se kuljetetaan ja sijoitetaan lopulta sinne, missä sitä käytetään. Ne ovat kolmesta neljään mekaanista työprosessia.