Mechanikai munka példa

A mechanikai munka meghatározása a állandó értékű erő hatása egy távolságra. Ezt általában úgy szemléltetik, hogy a testet a vízszintes egyik pontjáról a másikra mozgatja.

A A munka a fizikai nagyság amely a teljes távolságra gyakorolt ​​erő szorzásából adódik, a Newton-méter vagy a joule egységeként az SI mérések nemzetközi rendszeréhez. Egy Joule az a munka, amelyet 1 Newton erővel végeznek 1 méter mentén.

A munka skaláris mennyiség, amelyet általában W betű képvisel, utalva az angol „Work” szóra.

Számítását a következőképpen fejezzük ki:

Ha az alkalmazott Erőt egy Erőrendszer eredményeként figyeljük meg, akkor fel lehet fedezni a kisebb erőket, amelyek érintettek. Például egy teher tárcsával történő emelésekor a terhelés súlya és a tárcsa kábelfeszültsége erőként hat. A kettő közötti eredmény meghatározza, hogy a terhelés statikus marad-e, vagy emelkedni kezd. Amit a végén tesz, az megszorozza az eltolt távolsággal.

Ha a mechanikai munkát a testben már létrejött mozgás javára végzik, akkor azt pozitívnak tekintik, és hozzáadják a már hatással lévő munkához.

, nagyobb összmunkát generálva.

Ha a mechanikai munkát a test mozgása ellen végzik, akkor azt negatívnak tekintik, és ellentétben áll a testet már érintő munkával, generálva egy kisebb eredő munkát, amely behatol a testbe.

Dőlésszöggel alkalmazott mechanikai munka

 Vannak esetek, amikor a tárgy elmozdítására szolgáló erőt nem vízszintesen, a mozgással szinkronban alkalmazzák, hanem a síkhoz képest szögben. Ez azt jelenti, hogy a kifejtett Erő függőleges és vízszintes komponenssel hat.

A test vízszintes elmozdulásakor a függőleges alkatrészt nem vesszük figyelembe, mert az objektum nem emelkedik a levegőben, hanem csak vízszintesen mozog, így csak a mozgást valóban generáló Erőt számoljuk ki.

A minket érdeklő Erő kiszámításához megszorozzuk a szög koszinuszával alkalmazott erőt. Ily módon az Erő a mozgás helyes irányába kerül lefordításra.

Tehát, ha ezt az egyenlőséget alkalmazzuk a Mechanikai munka kiszámításához, az új képlet a következő lenne:

Mechanikai munka a termodinamikában

A mechanikai munka termodinamikai kontextusának jobb megértése érdekében meg kell határozni a zárt rendszert. A zárt rendszer egy meghatározott térfogatú edény, amelyben nincs anyagcsere a külsejével. Csak az energia és a munka cseréje zajlik a rendszer határán vagy szélén keresztül.

A termodinamikában a mechanikai munkát zárt rendszerekben alkalmazzák, akár a bennük bekövetkező jelenség támaszaként, akár következményeként.

Példaként henger-dugattyú rendszert használunk. Ha egy gáz el van zárva egy henger-dugattyú rendszerben, és a hőmérséklet vagy a nyomás változik, a gázrészecskék Erre a változásra reagálnak a tartályon belül, nagyobb mértékben csoportosítva vagy diszpergálva, a térfogat változását generálva megértette.

Ez a tágulás vagy összenyomás jelensége még egyértelműbben nyilvánul meg, amikor kémiai reakció következik be. amelynek sztöchiometriája térfogatváltozást jelent, a reagensektől a termékekig, például az égésig.

A belső égésű motor a legtisztább példa kémiai reakcióval kapott zárt termodinamikai rendszerben végzett mechanikai munka alkalmazására.

Azokat a paramétereket, amelyekkel a zárt termodinamikai rendszerben végzett munkát kiszámítják, a következő kifejezés adja meg:

A fenti egyenlet kiszámítja a munkát, megszorozva a rendszer nyomását a hangerő változásával. A végtelenül kis változásokhoz megvan a differenciál kifejezés:

És a V1 és V2 kezdeti és utolsó kötet közötti kifejezés integrálva van.

Két esetben integrálható az egyenlet:

Első eset: A nyomás állandó a rendszerben, ezért csak annak numerikus értéke kerül az integrációs szimbólumtól balra, és csak a dV differenciál van integrálva.

Második eset: A nyomás a P = Φ (V) térfogat függvénye, amely az integrációs szimbólum és a differenciál, és folytassa integrálását, kifejezésenként, a V1 és V2 határértékek között, amíg el nem éri az értéket numerikus W.

A raklap targoncával történő mozgatása függőleges mechanikai munkát igényel annak felemeléséhez, vízszintes pedig a helyére juttatáshoz.

Belső égésű motorban a benzin reakciója a gyújtógyertya és a levegő szikrájával a mechanikai munkát biztosító dugattyú tágulása, amelyet később közölnek a főtengellyel és a gumiabroncsok.

A kereskedelmi kikötőkben, ahol számos nagy fémdoboz található, darukat használnak mozgatásukhoz. Először a daru tárcsája akasztódik a dobozhoz; mérsékelt sebességgel emelkedik a levegőben, és a végén vízszintesen mozog, hogy lerakódjon a helyén azon a hajón, ahová szállítani kell.

A hőelektromos erőművekben a kazán által generált gőz hajtja a turbinákat, amelyek mechanikai munkát közölnek a generátorokkal az elektromos energia előállítása érdekében.

Az autószerelőkben működő mechatronikus karok mechanikai munkát végeznek az alkatrészeken, szállítják és elhelyezik őket a tervezési helyszínen.

Valamivel absztraktabb mechanikai munka az, amely a hajó vitorláival szemben szélt generál, hogy azt a víz fölé mozgassa. Ezért a vitorlák stratégiailag vannak elrendezve, hogy a lehető legjobban kihasználják a mozgó levegő által elérhető munkát.

Az építőiparban a trascabos feladata a mechanikai munkák elvégzése az alapanyagon, legyen az homok, cement, mész. Először a lehető legtöbbet összegyűjtik a vödörben, majd elszállítják és végül elhelyezik, ahol felhasználják. Három és négy mechanikus munkafolyamat között vannak.