العمل الميكانيكي ليس ما تظن

ما هو العمل ، يعلم الجميع. حتى الأطفال يعملون في روضة الأطفال - الأطفال. ومع ذلك ، فإن الفكرة اليومية المقبولة عمومًا بعيدة كل البعد عن كونها نفس مفهوم العمل الميكانيكي في الفيزياء. على سبيل المثال ، يقف رجل ويحمل حقيبة في يده. بالمعنى العادي ، يقوم بالعمل ، يحمل الحمل. ومع ذلك ، من وجهة نظر الفيزياء ، لا يفعل أي شيء من هذا القبيل. ما الأمر؟

بمجرد وجود مثل هذه الأسئلة ، حان الوقتتذكر التعريف. عندما تعمل قوة على جسم ما ، ويتحرك الجسم تحتها ، يتم تنفيذ العمل الميكانيكي. هذه القيمة تتناسب مع المسار الذي يسلكه الجسم والقوة المطبقة. هناك أيضا اعتماد إضافي على اتجاه تطبيق القوة واتجاه حركة الجسم.

وهكذا ، قدمنا ​​الفكرة التالية:العمل الميكانيكي. يعرّفها الفيزياء على أنها نتاجًا لحجم القوة والإزاحة ، مضروبًا في جيب تمام الزاوية الموجود في الحالة الأكثر شيوعًا بينها. على سبيل المثال ، يمكنك النظر في العديد من الحالات التي تسمح لك بمعرفة المقصود من هذا بشكل أفضل.

متى يفشل العمل الميكانيكي؟ هناك شاحنة ، نحن ندفعها ، لكنها لا تتحرك. يتم تطبيق القوة ، ولكن لا توجد حركة. العمل المنجز هو صفر. وهنا مثال آخر - تقود أمي طفلاً في عربة أطفال ، وفي هذه الحالة يتم إنجاز العمل ، ويتم تطبيق القوة ، ويتم نقل العربة. الفرق في الحالتين الموصوفتين هو وجود النزوح. وبناءً على ذلك ، يتم تنفيذ العمل (على سبيل المثال مع عربة أطفال) أو لا يتم تنفيذه (مثال مع شاحنة).

حالة أخرى - تسارع الصبي على دراجةوتتحرك بهدوء على طول المسار، ودواسة لا يلوون. هل العمل مستمر؟ لا، على الرغم من أن الحركة هناك، ولكن ليس هناك قوة التطبيقية، ويتم الحركة خارج ميكانيكيا.

مثال آخر - الحصان يحمل عربة ، على ذلكيجلس السائق. هل هو يعمل؟ الحركة هي القوة المطبقة (يؤثر وزن السائق على العربة) ، ولكن لا يتم تنفيذ العمل. الزاوية بين اتجاه الحركة واتجاه عمل القوة هي 90 درجة ، وجيب التمام بزاوية 90 ° هو صفر.

الأمثلة المعطاة تجعل من الممكن فهم ذلكالعمل الميكانيكي ليس مجرد نتاج لكميتين. يجب أن تأخذ بعين الاعتبار كيف يتم توجيه هذه الكميات. إذا تزامن اتجاه السير واتجاه عمل القوة ، فستكون النتيجة إيجابية ، إذا كان اتجاه الحركة معاكسًا لاتجاه تطبيق القوة ، فستكون النتيجة سالبة (على سبيل المثال ، العمل الذي تقوم به قوة الاحتكاك عند تحريك الحمل).

بالإضافة إلى ذلك ، فمن الضروري أن تأخذ بعين الاعتبار أنقد تكون قوة الجسم الناتجة عن عدد من القوى. إذا كان الأمر كذلك ، فإن عمل جميع القوى المطبقة على الجسم يساوي العمل الذي أنجزته القوة الناتجة. يقاس العمل بالجول. جول واحد يساوي العمل المنجز بالقوة في نيوتن واحد عندما يتحرك الجسم متر واحد.

من الأمثلة التي تم فحصها ،استنتاج فضولي. عندما نظرنا إلى السائق على العربة ، تقرر أنه لم يكن يرتكب عمل. يتم العمل في مستوى أفقي ، لأنه حيث يتم إجراء الحركة. لكن الوضع سيتغير قليلاً عندما ننظر إلى المشاة.

عند المشي ، لا يبقى مركز ثقل الشخصغير متحرك ، يتحرك في مستوى رأسي ، وبالتالي ، يعمل. وبما أن الحركة موجهة ضد قوة الجاذبية ، فإن العمل سيحدث ضد اتجاه عمل الجاذبية. السماح للحركة وصغيرة ، ولكن مع مسيرة طويلة سيكون الجسم للقيام بعمل إضافي. لذا فإن المشي الصحيح يقلل من هذا العمل الإضافي ويقلل من التعب.

بعد تحليل العديد من حياة بسيطةالمواقف المختارة كأمثلة ، وباستخدام المعرفة حول العمل الميكانيكي ، قمنا بفحص المواقف الأساسية من مظاهره ، وكذلك متى وماذا يجري العمل. تم تحديد أن مثل هذا المفهوم مثل العمل في الحياة اليومية والفيزياء له طبيعة مختلفة. وقد ثبت من خلال تطبيق القوانين الفيزيائية أن المشية غير الصحيحة تسبب التعب الإضافي.