Mechaninio darbo pavyzdys

mechaninis darbas buvo apibrėžta kaip pastovios vertės jėgos veikimas per atstumą. Paprastai jis iliustruojamas rodant žmogų, judantį kūną iš vieno taško į kitą horizontaliai.

Darbas yra fizinis dydis kuris gaunamas dauginant jėgą, taikomą per visą atstumą, turint vienetus Niutono metrą arba džaulius, tarptautinei matavimo sistemai SI. Vienas džaulis - tai darbas, atliktas 1 njutono jėga per 1 metrą.

Darbas yra skaliarinis dydis, kurį paprastai žymi raidė W, nurodant anglišką žodį „Work“.

Jo apskaičiavimas išreiškiamas taip:

Jei pritaikyta jėga stebima kaip jėgų sistemos rezultatas, galima atrasti mažesnes jėgas, kurios yra susijusios. Pavyzdžiui, keliant krovinį skriemuliu, apkrovos svoris ir skriemulio kabelio įtempimas veikia kaip jėgos. Rezultatas tarp abiejų lems, ar apkrova išlieka statiška, ar pradeda kilti. Tai, ką darote pabaigoje, padauginkite iš kompensacijos atstumo.

Jei mechaninis darbas atliekamas jau kūne įsitvirtinusio judėjimo naudai, jis laikomas teigiamu ir pridedamas prie jau jį veikiančio darbo., generuojantis didesnį bendrą darbą.

Jei mechaninis darbas atliekamas prieš kūno judėjimą, jis laikomas neigiamu ir priešinamas darbui, kuris jau veikia kūną, generuojantis nedidelį darbą, įsiskverbiantį į kūną.

Mechaninis darbas, pritaikytas pasvirimo kampui

 Yra atvejų, kai jėga išstumti objektą yra naudojama ne horizontaliai, sinchronizuojama su judesiu, bet kampu plokštumos atžvilgiu. Tai reiškia, kad veikiama jėga veikia su vertikaliuoju ir horizontaliuoju komponentu.

Horizontaliame kūno poslinkyje vertikalusis komponentas nėra vertinamas, nes objektas nekyla ore, o juda tik horizontaliai, taigi mes tik skaičiuojame jėgą, kuri iš tikrųjų generuoja judėjimą.

Norėdami apskaičiuoti mus dominančią jėgą, dauginame jėgą, kurią taiko kampo kosinusas. Tokiu būdu Jėga paverčiama teisinga judėjimo kryptimi.

Taigi, taikant šią lygybę apskaičiuojant mechaninį darbą, nauja formulė būtų:

Mechaninis termodinamikos darbas

Norint geriau suprasti termodinaminį mechaninio darbo kontekstą, būtina apibrėžti Uždarą sistemą. Uždara sistema yra apibrėžto tūrio konteineris, kuriame materija nesikeičia su išorine dalimi. Keitimasis energija ir darbu vyksta tik per sistemos ribą ar kraštą.

Termodinamikoje mechaninis darbas naudojamas uždarose sistemose, arba kaip jų viduje vykstančio reiškinio atrama arba pasekmė.

Kaip pavyzdys bus naudojama cilindro-stūmoklio sistema. Jei dujos yra uždarytos cilindro-stūmoklio sistemoje ir skiriasi temperatūra arba slėgis, dujų dalelės Jie reaguos į šį pokytį talpykloje, grupuodami ar sklaidydami daugiau, sukeldami tūrio pokyčius Supratau.

Šis išsiplėtimo ar suspaudimo reiškinys dar aiškiau pasireiškia įvykus cheminei reakcijai. kurių stechiometrija reiškia tūrio pokytį - nuo reagentų iki produktų, pavyzdžiui, degimo.

Vidaus degimo variklis yra aiškiausias mechaninio darbo, gauto atliekant cheminę reakciją, taikymo uždaroje termodinaminėje sistemoje pavyzdys.

Parametrai, pagal kuriuos apskaičiuojamas darbas uždaroje termodinaminėje sistemoje, pateikiami tokia išraiška:

Pirmiau pateikta lygtis apskaičiuoja darbą, padauginus sistemos slėgį iš tūrio pokyčio. Be galo mažų pokyčių turime diferencinę išraišką:

Ir išraiška tarp pradinio ir galutinio tomų V1 ir V2 yra integruota.

Yra du atvejai, kai lygtį galima integruoti:

Pirmasis atvejis: Slėgis sistemoje yra pastovus, todėl kairėje nuo integracijos simbolio dedama tik jo skaitinė vertė, o integruotas tik diferencialas dV.

Antrasis atvejis: Slėgis yra tūrio P = Φ (V) funkcija, kuri įterpiama tarp integracijos simbolio ir diferencialą, ir tęskite jo integravimą tarp terminų V1 ir V2, kol pasieksite vertę skaitinis W.

Pervežus padėklą su krautuvu, reikia atlikti vertikalų mechaninį darbą, norint jį pakelti, ir horizontaliai, kad jis būtų pastatytas į savo vietą.

Vidaus degimo variklyje dėl benzino reakcijos su kibirkštimi iš žvakės ir oro susidaro a išsiplėtimas stūmoklyje, kuris užtikrina mechaninį darbą, apie kurį vėliau bus pranešta alkūniniam velenui ir padangos.

Komerciniuose uostuose, kur yra daug didelių metalinių dėžių, joms perkelti naudojami kranai. Pirma, krano skriemulys prikabinamas prie dėžės; jis kyla ore vidutiniu greičiu, o gale juda horizontaliai, kad nusodintų jį savo vietoje laive, kuriame jis turi būti gabenamas.

Termoelektrinėse katilo generuojamas garas varo turbinas, kurios perduoda generatoriams mechaninį darbą, kad pagamintų elektros energiją.

Automobilių surinkimo įmonėse veikiančios mechatroninės rankos taiko mechanines detales, jas gabena ir patalpina jų projektavimo vietoje.

Kiek abstraktesnis mechaninis darbas sukuria vėją prieš valties bures, kad jis judėtų virš vandens. Štai kodėl burės yra strategiškai išdėstytos, kad būtų galima visiškai išnaudoti darbą, kurį gali suteikti judantis oras.

Statybos pramonėje „trascabos“ yra atsakingos už mechaninio darbo atlikimą žaliavai, nesvarbu, ar tai būtų smėlis, cementas, kalkės. Pirma, kiek įmanoma surenkama į kibirą, tada jis transportuojamas ir galiausiai deponuojamas ten, kur bus naudojamas. Jie yra tarp trijų ir keturių mechaninių darbo procesų.