Herkes, çalışmanın bir kişinin varlığını sağlamak için ihtiyaç duyduğu bir tür sosyal aktivite olduğunu anlar. Ancak fizikte tamamen farklı bir anlamı olan benzer bir kavram da vardır. Fizikte iş nedir, bu makale cevaplayacaktır.
Fiziksel bir miktar olarak çalışın
Fizikte iş nedir sorusuna yanıt olarak, herhangi bir eylemi gerçekleştirmek için harcanan enerjinin bu olduğu açıklığa kavuşturulmalıdır. Örneğin, bir kişi sürtünme kuvvetlerine karşı çalışırken bir yükü bir yerden başka bir yere aktarır. Bu kişi yükü kaldırmaya başlarsa, çalışması gezegenin yerçekimi kuvvetinin üstesinden gelmeyi amaçlayacaktır. Başka bir örnek: Pistonun altındaki gaz, ısınma sonucu hacmini artırmaya başlar, bu durumda biraz iş yaptığı söylenir.
Yukarıdaki tüm durumlarda, ortak bir özellik vardır: iş, yalnızca nesnelerin veya parçalarının bir tür mekanik hareketi olduğunda sıfırdan farklıdır.(işçinin yük ile hareketi, gazın genleşmesi).
Dolayısıyla iş, belirli bir cisim için enerjiyi bir durumdan diğerine aktarma işlemidir, bunun sonucunda bu cismin uzaydaki konumu değişir.
İş formülü
Şimdi incelenen değerin nicel olarak nasıl hesaplanacağını gösterelim. Farklı durumlar arasında enerji transferi ancak bir miktar kuvvet varsa mümkündür. Bu, insan ellerinin ve ayaklarının fiziksel çabası, makinelerin kuvveti, bir silindirde yakıtın yanması durumunda kolayca kuvvete dönüştürülen oluşturulan basınç, bir elektrik motorunun elektromanyetik indüksiyon kuvveti ve olabilir. böyle.
Fizikte nasıl iş bulunur sorusuna aşağıdaki formül cevap verecektir:
A=(F¯l¯)
İş A skaler bir büyüklükken, kuvvet F¯ ve yer değiştirme l¯ vektörel büyüklüklerdir. Bu nedenle A'yı hesaplama formülü, vektörlerin skaler çarpımından bahsettiğimizi göstermek için parantez kullanır. Skaler biçimde, yukarıdaki ifade şu şekilde yeniden yazılabilir:
A=Flcos(φ)
Burada φ, kuvvet vektörleri F¯ ile yer değiştirme l¯ arasındaki açıdır.
Yer değiştirme metre cinsinden ve kuvvet Newton cinsinden ölçüldüğünden, işin birimi Newton bölü metredir (Nm). SI biriminin kendi adı vardır, joule (J). 1 J'lik işin, yer değiştirme yönü boyunca hareket eden, cismi hareket ettiren 1 N'lik bir kuvvete karşılık geldiği ortaya çıktı.1 metre.
Gaz işi
Fizikte mekanik iş nedir sorusunu analiz ettik ve bunun hesaplanabileceği bir formül verdik. Gazların genleşmesi durumunda ise farklı bir ifade kullanılır.
V1 hacmini dolduran ve P basıncı altında olan bir gaz sistemimiz olduğunu varsayalım. Sistem üzerindeki bazı harici veya dahili etkilerin bir sonucu olarak hacminin değişmesine izin verin. ve V2'a eşit oldu. Daha sonra A gazının işi aşağıdaki formülle belirlenebilir:
A=∫V(P(V)dV)
P(V) fonksiyonunu P-V eksenlerinde çizerseniz, eğrinin altındaki alan sayısal olarak A'ya eşit olacaktır.
İdeal bir gaz için bir izobarik süreç (P=const) durumunda, fizikte iş nasıl bulunur sorusunun cevabı şu basit ifade olacaktır:
A=P(V2-V1)
Termodinamik bir işlemin sonucu olarak gazın hacmi değişmezse, işi sıfıra eşit olacaktır. V2>V1 ise, V1>V ise gaz pozitif iş yapar 2, ardından negatif.
Kuvvet momentinin işi
Kuvvet momenti, aşağıdaki formülle ifade edilen fiziksel bir niceliktir:
M=[F¯r¯]
Yani, M, F kuvvetinin vektör ürününe ve dönme ekseni etrafındaki yarıçap vektörü r'ye eşittir. Kuvvet momenti Nm. ile ifade edilir.
Fizikte bir kuvvet anının işi nedir? bu soruyaaşağıdaki formül cevap verecektir:
A=Mθ
Bu eşitlik, sisteme etki eden M momenti sistemin eksen etrafında bir θ açısı kadar dönmesine neden oluyorsa, o zaman A işi yapıyor demektir. Buradaki θ açısı, işi elde etmek için radyan cinsinden ifade edilmelidir. joule cinsinden.
Kuvvet momentinin işinin hesaplanması, tekerlek, dişli, mil vb. gibi dönmenin olduğu tüm mekanik sistemlerde önemli bir rol oynar.
Yerçekimi işi
Fizikte işin ne olduğunu bulduktan sonra, yerçekimi kuvvetleri için bu değeri hesaplayalım. m kütleli bir cismin h yüksekliğinden düştüğünü varsayalım. Yerçekimi F dikey olarak aşağıya doğru hareket ettiğinden pozitif iş yapar. Aşağıdaki formülle belirlenir:
A=mgh, nerede F=mg
Birçok A değeri için elde edilen formülde bir cismin potansiyel enerjisinin yerçekimi kuvvetleri alanındaki ifadesini görebilir. Vücudun düşmesi sırasında, yerçekimi vücudun potansiyel enerjisini hareketinin kinetik enerjisine aktarma işini yapar.
