Приклад механічної роботи

механічна робота було визначено як дія сили постійного значення на відстань. Зазвичай це ілюструється показом людини, яка рухає тіло з однієї точки в іншу по горизонталі.

Робота - це фізична величина в результаті множення сили, що застосовується на всю відстань, беручи Ньютон-метри або Джоулі як одиниці, для Міжнародної системи вимірювань С.І.. Один джоуль - це робота, виконана з силою 1 Ньютон уздовж 1 метра.

Робота - це скалярна величина, яка зазвичай представлена ​​літерою W, натякаючи на англійське слово "Work".

Його розрахунок виражається наступним чином:

Якщо застосована Сила розглядається як результат системи Сил, можна виявити менші сили, які беруть участь. Наприклад, піднімаючи вантаж шківом, вага вантажу і натяг троса шківа діють як сили. Результат між ними визначатиме, чи навантаження залишається статичною, чи починає зростати. Що ви робите в кінці, множите на відстань зміщення.

Якщо механічна робота здійснюється на користь руху, що вже встановився в тілі, це сприймається як позитивне і додається до роботи, яка вже впливає на нього, приносячи більший загальний обсяг роботи.

Якщо механічна робота проводиться проти руху тіла, вона сприймається як негативна і протиставляється роботі, яка вже впливає на тіло, породжуючи незначну результативну роботу, що вторгається в організм.

Механічна робота, що застосовується з кутом нахилу

 Бувають випадки, коли сила переміщення об’єкта застосовується не горизонтально, синхронізовано з рухом, а під кутом відносно площини. Це означає, що Сила, що діє, діє з вертикальним компонентом і з горизонтальним компонентом.

При горизонтальному переміщенні тіла вертикальний компонент не враховується, оскільки об'єкт не піднімається в повітрі, а рухається лише горизонтально, тому ми лише приступаємо до обчислення Сили, яка насправді генерує рух.

Щоб обчислити Силу, яка нас цікавить, ми множимо Силу, прикладену до косинуса кута. Таким чином Сила переводиться у правильний напрямок руху.

Отже, застосовуючи цю рівність до розрахунку механічної роботи, новою формулою буде:

Механічна робота в термодинаміці

Для кращого розуміння термодинамічного контексту механічної роботи необхідно визначити Закриту Систему. Закрита система - це ємність із визначеним обсягом і в якій не відбувається обміну речовини ззовні. Існує лише обмін енергією та роботою через кордон або край системи.

У термодинаміці механічна робота використовується в закритих системах або як опора, або як наслідок явища, що відбувається всередині них.

Як приклад буде використана система циліндр-поршень. Якщо газ укладений у систему циліндр-поршень, а температура або тиск змінюються, частинки газу Вони реагуватимуть на цю зміну в контейнері, групуючи або диспергуючись більшою мірою, створюючи зміни в обсязі зрозумів.

Це явище розширення або стиснення проявляється ще чіткіше, коли відбувається хімічна реакція. стехіометрія яких передбачає зміну об’єму - від реагентів до продуктів, таких як горіння.

Двигун внутрішнього згоряння - найяскравіший приклад застосування механічної роботи, отриманої в результаті хімічної реакції в закритій термодинамічній системі.

Параметри, за якими обчислюється робота в закритій термодинамічній системі, задаються таким виразом:

Вищевказане рівняння обчислює роботу, помножуючи тиск в системі на зміну гучності. Для нескінченно малих змін ми маємо диференціальний вираз:

І вираз між початковим і кінцевим обсягами V1 і V2 інтегрується.

Є два випадки, коли рівняння можна інтегрувати:

Перший випадок: Тиск в системі постійний, тому лише його числове значення розміщується ліворуч від символу інтегрування, а інтегрується лише диференціальний dV.

Другий випадок: Тиск - це функція об’єму P = Φ (V), який вставляється між символом інтегрування та символом диференціала, і переходьте до його інтегрування, поступово, між межами V1 і V2, до досягнення значення числовий від W.

Переміщення піддона за допомогою навантажувача передбачає вертикальну механічну роботу, щоб підняти його, а горизонтальне - для того, щоб привести на місце.

У двигуні внутрішнього згоряння реакція бензину з іскрою від свічки запалення та повітря утворює а розширення в поршні, що забезпечує механічну роботу, яка згодом буде повідомлена колінчастому валу і шини.

У комерційних портах, де є численні великі металеві ящики, для їх переміщення використовують крани. Спочатку шків крана підключається до коробки; він піднімається в повітрі з помірною швидкістю, а в кінці рухається горизонтально, щоб покласти його на своє місце на кораблі, куди його слід транспортувати.

На термоелектричних установках пара, що виробляється котлом, рухає турбіни, які передають механічну роботу генераторам для виробництва електричної енергії.

Мехатронічні озброєння, що працюють у автомобільних складальниках, застосовують механічну роботу до деталей, щоб транспортувати їх та розмістити на місці проектування.

Дещо абстрактніша механічна робота - це та, яка створює вітер проти вітрил човна, щоб перемістити його над водою. Ось чому вітрила розташовані стратегічно, щоб у повній мірі скористатися роботою, яку може забезпечити рух повітря.

У будівельній галузі траскабо відповідають за нанесення механічних робіт на сировину, будь то пісок, цемент, вапно. Спочатку якомога більше збирається у відро, потім транспортується і нарешті здається на зберігання там, де буде використано. Вони складають від трьох до чотирьох механічних робочих процесів.