Mehāniskā darba piemērs

The mehāniskais darbs ir definēts kā nemainīgas vērtības spēka darbība attālumā. To parasti ilustrē, parādot, kā cilvēks horizontāli pārvieto ķermeni no viena punkta uz otru.

The Darbs ir fiziskais lielums kas izriet no visa attāluma, reizinot Ņūtona metru vai džoulus, spēka reizināšanas Starptautiskajai mērījumu sistēmai SI. Viens džouls ir darbs, kas paveikts ar 1 Ņūtona spēku gar 1 metru.

Darbs ir skalārs lielums, ko parasti apzīmē ar burtu W, atsaucoties uz angļu vārdu “Work”.

Tās aprēķinu izsaka šādi:

Ja pielietotais spēks tiek novērots kā Spēku sistēmas rezultāts, ir iespējams atklāt mazākos iesaistītos spēkus. Piemēram, paceļot kravu ar skriemeļu, slodzes svars un skriemeļa troses spriegojums darbojas kā spēki. Rezultāts starp abiem noteiks, vai slodze paliek statiska vai sāk pieaugt. Tas, ko jūs darāt beigās, tiek reizināts ar nobīdes attālumu.

Ja mehāniskais darbs tiek veikts par labu kustībai, kas jau ir izveidojusies ķermenī, to uzskata par pozitīvu un pievieno darbam, kas to jau ietekmē., radot lielāku kopējo darbu.

Ja mehāniskais darbs tiek veikts pret ķermeņa kustību, tas tiek uztverts kā negatīvs un ir pretrunā ar darbu, kas jau ietekmē ķermeni, radot nelielu darbu, kas iebrūk ķermenī.

Mehāniskais darbs, ko pielieto ar slīpuma leņķi

 Ir gadījumi, kad objekta pārvietošanas spēks tiek pielietots nevis horizontāli, sinhronizēts ar kustību, bet gan leņķī attiecībā pret plakni. Tas nozīmē, ka iedarbinātais Spēks darbojas ar vertikālu komponentu un ar horizontālu komponentu.

Ķermeņa horizontālā nobīdē vertikālā sastāvdaļa netiek ņemta vērā, jo objekts gaisā neceļas, bet pārvietojas tikai horizontāli, tāpēc mēs turpinām tikai aprēķināt spēku, kas patiešām rada kustību.

Lai aprēķinātu mūs interesējošo spēku, mēs reizinām spēku, ko pielieto leņķa kosinuss. Tādā veidā Spēks tiek pārveidots pareizajā kustības virzienā.

Tātad, piemērojot šo vienlīdzību, aprēķinot mehānisko darbu, jaunā formula būtu:

Mehāniskais darbs termodinamikā

Lai labāk izprastu mehāniskā darba termodinamisko kontekstu, ir jānosaka Slēgtā sistēma. Slēgta sistēma ir konteiners ar noteiktu tilpumu un kurā notiek vielas apmaiņa ar ārpusi. Ir tikai enerģijas un darba apmaiņa caur sistēmas robežu vai malu.

Termodinamikā mehāniskais darbs tiek izmantots slēgtās sistēmās, vai nu kā balsts, vai sekas parādībai, kas notiek to iekšienē.

Kā piemērs tiks izmantota cilindra-virzuļa sistēma. Ja gāze ir noslēgta cilindra-virzuļa sistēmā un mainās temperatūra vai spiediens, gāzes daļiņas Viņi reaģēs uz šīm izmaiņām konteinerā, grupējot vai izkliedējot lielākā mērā, radot tilpuma izmaiņas saprotams.

Šī izplešanās vai saspiešanas parādība vēl skaidrāk izpaužas, kad notiek ķīmiska reakcija. kuru stehiometrija nozīmē tilpuma maiņu, sākot no reaģentiem līdz izstrādājumiem, piemēram, sadedzināšana.

Iekšdedzes dzinējs ir visskaidrākais piemērs mehāniskam darbam, kas iegūts ķīmiskās reakcijās slēgtā termodinamiskā sistēmā.

Parametrus, ar kuriem aprēķina darbu slēgtā termodinamiskā sistēmā, izsaka šāda izteiksme:

Iepriekš minētais vienādojums aprēķina darbu, reizinot sistēmas spiedienu ar skaļuma maiņu. Bezgalīgi mazām izmaiņām mums ir diferenciālā izteiksme:

Un izteiksme starp sākotnējiem un pēdējiem sējumiem V1 un V2 ir integrēta.

Ir divi gadījumi, kad vienādojumu var integrēt:

Pirmais gadījums: Spiediens sistēmā ir nemainīgs, tāpēc tikai tā skaitliskā vērtība tiek novietota pa kreisi no integrācijas simbola, un tiek integrēts tikai diferenciālais dV.

Otrais gadījums: Spiediens ir tilpuma P = Φ (V) funkcija, kas tiek ievietota starp integrācijas simbolu un diferenciālis, un tā integrācija tiek veikta pa termiņiem starp robežām V1 un V2, līdz sasniedz vērtību skaitliskais W.

Paletes pārvietošana ar iekrāvēju ietver vertikālu mehānisku darbu, lai to paceltu, un horizontāli, lai to nogādātu savā vietā.

Iekšdedzes motorā benzīna reakcija ar dzirksteli no aizdedzes sveces un gaisa rada a izplešanās virzulī, kas nodrošina mehānisku darbu, par kuru vēlāk paziņos kloķvārpstai un riepas.

Tirdzniecības ostās, kur ir daudz lielu metāla kastīšu, to pārvietošanai tiek izmantoti celtņi. Pirmkārt, celtņa skriemelis ir piestiprināts pie kastes; tas paceļas gaisā ar mērenu ātrumu, un beigās tas pārvietojas horizontāli, lai to noglabātu savā vietā uz kuģa, kurā tas jāpārvadā.

Termoelektrostacijās katla radītais tvaiks darbina turbīnas, kas paziņo par mehānisko darbu ģeneratoriem, lai ražotu elektrisko enerģiju.

Mehatroniskie ieroči, kas darbojas automobiļu montāžās, pielieto mehāniskas detaļas, tās transportē un ievieto projektēšanas vietā.

Nedaudz abstraktāks mehāniskais darbs ir tas, kas ģenerē vēju pret laivas burām, lai to pārvietotu virs ūdens. Tāpēc buras ir izvietotas stratēģiski, lai pilnībā izmantotu darbu, ko var dot kustīgais gaiss.

Celtniecības nozarē trascabos ir atbildīgas par mehānisko darbu piemērošanu izejvielām, vai tās būtu smiltis, cements, kaļķi. Pirmkārt, cik vien iespējams, tiek savākts spainī, pēc tam tas tiek transportēts un visbeidzot noglabāts vietā, kur tas tiks izmantots. Tie ir no trim līdz četriem mehāniskiem darba procesiem.