Exempel på mekaniskt arbete

De mekaniskt arbete har definierats som verkan av en kraft av konstant värde över ett avstånd. Det illustreras vanligtvis genom att visa en person som flyttar en kropp från en punkt till en annan i horisontalen.

De Arbete är den fysiska storleken som härrör från multipliceringen av den kraft som appliceras över hela distansen, som har enheter Newton-meter eller Joule, för det internationella mätsystemet SI. En Joule är arbetet med en kraft på 1 Newton längs 1 meter.

Arbete är en skalär kvantitet som generellt representeras av bokstaven W, med hänvisning till det engelska ordet ”Work”.

Dess beräkning uttrycks enligt följande:

Om den applicerade kraften observeras som resultatet av ett styrkor är det möjligt att upptäcka de mindre krafter som är inblandade. När du till exempel lyfter en last med en remskiva fungerar lastens vikt och kabelspänningen på remskivan som krafter. Resultatet mellan de två avgör om lasten förblir statisk eller börjar stiga. Vad du gör i slutet multipliceras med offsetavståndet.

Om det mekaniska arbetet utförs till förmån för en rörelse som redan är etablerad i kroppen, tas det som positivt och läggs till det arbete som redan påverkar detgenererar ett större totalarbete.

Om det mekaniska arbetet utförs mot kroppens rörelse anses det vara negativt och motsätter det arbete som redan påverkar kroppen, genererar ett mindre resulterande arbete som invaderar kroppen.

Mekaniskt arbete tillämpas med en lutningsvinkel

 Det finns fall där kraften att flytta objektet inte appliceras horisontellt, synkroniserat med rörelsen, utan i en vinkel i förhållande till planet. Detta innebär att den kraft som utövas agerar med en vertikal komponent och med en horisontell komponent.

I kroppens horisontella förskjutning beaktas inte den vertikala komponenten eftersom objektet inte stiger i luften utan bara rör sig horisontellt, så vi fortsätter bara med att beräkna den kraft som verkligen genererar rörelsen.

För att beräkna den kraft som intresserar oss multiplicerar vi den kraft som tillämpas av Cosine för vinkeln. På detta sätt översätts styrkan till rätt rörelseriktning.

Så, om denna jämlikhet tillämpas vid beräkningen av mekaniskt arbete, skulle den nya formeln vara:

Mekaniskt arbete inom termodynamik

För att bättre förstå det termodynamiska sammanhanget med mekaniskt arbete är det nödvändigt att definiera det stängda systemet. Ett slutet system är en behållare med en definierad volym och där det inte sker något utbyte av materia med utsidan. Det sker bara utbyte av energi och arbete genom systemets gräns eller kant.

I termodynamik används mekaniskt arbete i slutna system, antingen som ett stöd eller som en följd av det fenomen som förekommer inuti dem.

Ett cylinder-kolvsystem kommer att användas som ett exempel. Om en gas är innesluten i ett Cylinder-Piston-system och temperaturen eller trycket varieras, kommer gaspartiklarna att De kommer att svara på denna förändring i behållaren, gruppera eller sprida sig i större utsträckning och generera en variation i volymen förstått.

Detta fenomen av expansion eller kompression manifesteras ännu tydligare när en kemisk reaktion inträffar. vars stökiometri innebär en förändring i volym, från reaktanter till produkter, såsom förbränning.

Förbränningsmotorn är det tydligaste exemplet på tillämpningen av mekaniskt arbete som erhålls genom en kemisk reaktion i ett slutet termodynamiskt system.

Parametrarna med vilka Arbetet i ett slutet termodynamiskt system beräknas ges av följande uttryck:

Ovanstående ekvation beräknar arbetet och multiplicerar systemtrycket med volymförändringen. För oändliga förändringar har vi differentialuttrycket:

Och uttrycket mellan de första och slutliga volymerna V1 och V2 är integrerat.

Det finns två fall där ekvationen kan integreras:

Första fallet: Trycket är konstant i systemet, så endast dess numeriska värde placeras till vänster om integrationssymbolen, och endast differential dV är integrerad.

Andra fallet: Tryck är en funktion av volymen P = Φ (V), som sätts in mellan integrationssymbolen och och fortsätt till dess integration, term för term, mellan gränserna V1 och V2 tills du når värdet numeriskt för W.

Att flytta en pall med en gaffeltruck innebär vertikalt mekaniskt arbete för att lyfta den och horisontellt för att få den till sin plats.

I en förbränningsmotor genererar bensinens reaktion med gnistan från tändstiftet och luften en expansion i kolven som ger mekaniskt arbete, som därefter kommer att kommuniceras till vevaxeln och däck.

I kommersiella hamnar, där det finns många stora metallboxar, används kranar för att flytta dem. Först hakas kranskivan på lådan; den stiger i luften med måttlig hastighet och i slutet rör sig den horisontellt för att lägga den på sin plats på fartyget dit den ska transporteras.

I termoelektriska anläggningar driver ångan som genereras av pannan turbinerna, som kommunicerar det mekaniska arbetet till generatorerna för att producera den elektriska energin.

De mekatroniska armarna som arbetar i bilmonterarna, tillämpar mekaniskt arbete på delarna, för att transportera dem och rymma dem på sin designplats.

Ett något mer abstrakt mekaniskt arbete är det som genererar vinden mot ett skepps segel för att flytta det över vattnet. Därför är seglen strategiskt ordnade för att få ut det mesta av det arbete som den rörliga luften kan ge.

I byggbranschen ansvarar trascabos för att tillämpa mekaniskt arbete på råvaran, vare sig det är sand, cement, kalk. Först samlas så mycket som möjligt i skopan, transporteras och deponeras slutligen där den kommer att användas. De är mellan tre och fyra mekaniska arbetsprocesser.