Hareketin enerji özelliklerini karakterize edebilmek için mekanik iş kavramı tanıtıldı. Ve makale, çeşitli tezahürleriyle ona adanmıştır. Konunun anlaşılması hem kolay hem de oldukça zordur. Yazar içtenlikle onu daha anlaşılır ve anlaşılır hale getirmeye çalıştı ve ancak hedefe ulaşıldığını umabiliriz.
Mekanik işe ne denir?
Buna ne denir? Bir cisme bir kuvvet etki ediyorsa ve bunun sonucunda cisim hareket ediyorsa buna mekanik iş denir. Bilimsel felsefe açısından yaklaşıldığında burada birkaç ek husus daha vurgulanabilir, ancak makale konuyu fizik açısından ele alacaktır. Burada yazılanları dikkatli düşünürseniz mekanik işler hiç de zor değil. Ancak "mekanik" kelimesi genellikle yazılmaz ve her şey "iş" kelimesine kısaltılır. Ancak her iş mekanik değildir. Burada oturan ve düşünen bir adam var. Çalışıyor mu? Zihinsel olarak evet! Peki bu mekanik bir iş mi? HAYIR. Peki ya bir kişi yürürse? Bir cisim kuvvetin etkisi altında hareket ediyorsa, bu mekanik bir iştir. Basit. Başka bir deyişle, bir cisme etki eden kuvvet (mekanik) iş yapar. Ve bir şey daha: Belirli bir kuvvetin eyleminin sonucunu karakterize edebilen şey iştir. Yani bir kişi yürürse, belirli kuvvetler (sürtünme, yerçekimi vb.) kişiye mekanik iş yapar ve bunların sonucunda kişi konum noktasını değiştirir, yani hareket eder.
Fiziksel bir miktar olarak iş, vücuda etki eden kuvvetin, vücudun bu kuvvetin etkisi altında ve onun gösterdiği yönde yaptığı yol ile çarpımına eşittir. 2 koşulun aynı anda karşılanması durumunda mekanik işin yapıldığını söyleyebiliriz: vücuda bir kuvvet etki etti ve hareket yönünde hareket etti. Ancak kuvvet etki ettiğinde ve cisim koordinat sistemindeki yerini değiştirmediğinde oluşmadı veya oluşmaz. Mekanik iş yapılmadığında küçük örnekler:
- Yani bir kişi büyük bir kayayı hareket ettirmek için ona yaslanabilir, ancak yeterli güç yoktur. Kuvvet taşa etki eder ancak taş hareket etmez ve herhangi bir iş meydana gelmez.
- Vücut koordinat sisteminde hareket eder ve kuvvet sıfıra eşit olur veya hepsi telafi edilir. Ataletle hareket ederken bu gözlemlenebilir.
- Bir cismin hareket yönü kuvvetin hareketine dik olduğunda. Bir tren yatay bir çizgide hareket ettiğinde yerçekimi işini yapmaz.
Belirli koşullara bağlı olarak mekanik iş negatif ve pozitif olabilir. Yani cismin hem kuvvetlerinin hem de hareketlerinin yönleri aynıysa pozitif iş meydana gelir. Pozitif işe bir örnek, yerçekiminin düşen bir su damlası üzerindeki etkisidir. Ancak hareketin kuvveti ve yönü zıtsa negatif mekanik iş meydana gelir. Böyle bir seçeneğe örnek olarak yukarıya doğru yükselen bir balon ve negatif iş yapan yer çekimi kuvveti gösterilebilir. Bir cisim birden fazla kuvvetin etkisine maruz kaldığında bu tür işe “bileşke kuvvet işi” adı verilir.
Pratik uygulamanın özellikleri (kinetik enerji)
Teoriden pratik kısma geçelim. Ayrı olarak mekanik iş ve onun fizikteki kullanımı hakkında konuşmalıyız. Birçoğunun muhtemelen hatırladığı gibi, vücudun tüm enerjisi kinetik ve potansiyel olarak bölünmüştür. Bir cisim dengede olduğunda ve herhangi bir yere hareket etmediğinde, potansiyel enerjisi toplam enerjisine eşit olur ve kinetik enerjisi sıfıra eşit olur. Hareket başladığında potansiyel enerji azalmaya başlar, kinetik enerji artmaya başlar ancak toplamda cismin toplam enerjisine eşittirler. Maddi bir nokta için kinetik enerji, noktayı sıfırdan H değerine hızlandıran bir kuvvetin işi olarak tanımlanır ve formül biçiminde bir cismin kinetiği, M'nin kütle olduğu ½*M*N'ye eşittir. Birçok parçacıktan oluşan bir nesnenin kinetik enerjisini bulmak için parçacıkların tüm kinetik enerjisinin toplamını bulmanız gerekir ve bu, vücudun kinetik enerjisi olacaktır.
Pratik uygulamanın özellikleri (potansiyel enerji)
Cismin üzerine etki eden tüm kuvvetlerin korunumlu olması ve potansiyel enerjinin toplama eşit olması durumunda iş yapılmaz. Bu varsayım mekanik enerjinin korunumu yasası olarak bilinir. Kapalı bir sistemdeki mekanik enerji belirli bir zaman aralığı boyunca sabittir. Korunum kanunu klasik mekaniğin problemlerini çözmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Pratik uygulamanın özellikleri (termodinamik)
Termodinamikte, bir gazın genleşme sırasında yaptığı iş, basınç çarpı hacmin integrali ile hesaplanır. Bu yaklaşım yalnızca kesin bir hacim fonksiyonunun olduğu durumlarda değil aynı zamanda basınç/hacim düzleminde görüntülenebilen tüm işlemler için de geçerlidir. Aynı zamanda mekanik iş bilgisini yalnızca gazlara değil, basınç uygulayabilen her şeye de uygular.
Pratikte pratik uygulamanın özellikleri (teorik mekanik)
Teorik mekanikte yukarıda açıklanan tüm özellikler ve formüller, özellikle projeksiyonlar daha ayrıntılı olarak ele alınır. Aynı zamanda çeşitli mekanik iş formülleri için tanımını da verir (Rimmer integrali için bir tanım örneği): bölmenin inceliği sıfıra yaklaştığında temel işin tüm kuvvetlerinin toplamının yöneldiği sınıra denir. eğri boyunca kuvvet işi. Muhtemelen zor mu? Ama hiçbir şey, teorik mekanikte her şey yolunda. Evet, tüm mekanik işler, fizik ve diğer zorluklar bitti. Ayrıca sadece örnekler ve bir sonuç olacak.
Mekanik iş ölçü birimleri
SI işi ölçmek için joule'u kullanırken, GHS ergs'i kullanır:
- 1 J = 1 kg m²/s² = 1 N·m
- 1 erg = 1 g cm²/s² = 1 din cm
- 1 erg = 10 −7 J
Mekanik iş örnekleri
Mekanik iş gibi bir kavramı nihayet anlamak için, onu her açıdan olmasa da birçok yönden değerlendirmenize olanak sağlayacak birkaç ayrı örneği incelemelisiniz:
- Bir kişi elleriyle bir taşı kaldırdığında, ellerindeki kas kuvvetinin yardımıyla mekanik iş meydana gelir;
- Bir tren raylar boyunca ilerlerken traktörün (elektrikli lokomotif, dizel lokomotif vb.) çekiş kuvveti tarafından çekilir;
- Bir silah alıp ondan ateş ederseniz, toz gazların yarattığı basınç kuvveti sayesinde iş yapılacaktır: mermi, merminin hızı arttıkça aynı zamanda silahın namlusu boyunca hareket eder;
- Mekanik iş, sürtünme kuvveti bir cismin üzerine etki ederek onu hareket hızını düşürmeye zorladığında da ortaya çıkar;
- Yukarıdaki toplarla ilgili örnek, yerçekimi yönüne göre ters yönde yükseldiklerinde, aynı zamanda mekanik işin bir örneğidir, ancak yerçekimine ek olarak, havadan daha hafif olan her şey yükseldiğinde Arşimet kuvveti de etki eder.
Güç nedir?
Son olarak iktidar konusuna değinmek istiyorum. Bir kuvvetin birim zamanda yaptığı işe güç denir. Aslında güç, işin bu işin yapıldığı belirli bir süreye oranının yansıması olan fiziksel bir niceliktir: M=P/B, burada M güç, P iş, B zamandır. SI güç birimi 1 W'dur. Bir watt, bir saniyede bir joule iş yapan güce eşittir: 1 W=1J\1s.
Herkes biliyor. Çocuklar bile anaokulunda yeni yürümeye başlayan çocuklar olarak çalışıyorlar. Ancak genel olarak kabul edilen gündelik fikir, fizikteki mekanik iş kavramından çok uzaktır. Örneğin bir adam ayakta duruyor ve elinde bir çanta tutuyor. Genel anlamda bir yükü tutarak çalışır. Ancak fizik açısından bakıldığında bu türden hiçbir şey yapmaz. Sorun ne?
Bu tür sorular ortaya çıktığına göre, tanımı hatırlamanın zamanı geldi. Bir nesneye bir kuvvet uygulandığında ve vücut onun etkisi altında hareket ettiğinde mekanik iş gerçekleştirilir. Bu değer cismin kat ettiği yol ve uygulanan kuvvetle orantılıdır. Ayrıca kuvvet uygulama yönüne ve vücudun hareket yönüne de ek bir bağımlılık vardır.
Böylece mekanik iş diye bir kavramı ortaya çıkardık. Fizik bunu, kuvvet ve yer değiştirmenin büyüklüğünün, aralarında en genel durumda bulunan açının kosinüsünün değeriyle çarpımı olarak tanımlar. Örnek olarak bununla ne kastedildiğini daha iyi anlamamızı sağlayacak birkaç durumu ele alabiliriz.
Mekanik iş ne zaman yapılmaz? Kamyon orada duruyor, itiyoruz ama hareket etmiyor. Kuvvet uygulanıyor ama hareket yok. Yapılan iş sıfırdır. İşte başka bir örnek - bir anne bebek arabasında bir çocuk taşıyor, bu durumda iş yapılır, kuvvet uygulanır, bebek arabası hareket eder. Açıklanan iki vakadaki fark, hareketin varlığıdır. Ve buna göre iş yapılır (örneğin bebek arabasıyla) veya yapılmaz (örneğin bir kamyonla).
Başka bir durum - bisikletli bir çocuk hızlandı ve pedalları çevirmeden yol boyunca sakin bir şekilde yuvarlanıyor. İş yapılıyor mu? Hayır, hareket olmasına rağmen uygulanan bir kuvvet yoktur, hareket ataletle gerçekleştirilir.
Başka bir örnek, üzerinde bir sürücünün oturduğu bir arabayı çeken bir attır. İşe yarıyor mu? Hareket var, uygulanan kuvvet var (sürücünün ağırlığı arabaya etki ediyor), ancak iş yapılmıyor. Hareket yönü ile kuvvet yönü arasındaki açı 90 derecedir ve 90 derecelik açının kosinüsü sıfırdır.
Yukarıdaki örnekler, mekanik işin sadece iki miktarın ürünü olmadığını açıkça ortaya koymaktadır. Bu miktarların nasıl yönlendirildiğini de dikkate almak gerekir. Hareket yönü ile kuvvetin etki yönü çakışırsa sonuç pozitif olur, hareket yönü kuvvetin uygulama yönünün tersinde gerçekleşirse sonuç negatif olur (örneğin yapılan iş) Bir yükü hareket ettirirken sürtünme kuvveti ile).
Ayrıca cisme etki eden kuvvetin birden fazla kuvvetin sonucu olabileceği dikkate alınmalıdır. Bu durumda cisme uygulanan tüm kuvvetlerin yaptığı iş, bileşke kuvvetin yaptığı işe eşittir. İş joule cinsinden ölçülür. Bir joule, bir cismi bir metre hareket ettirirken bir newtonluk kuvvetin yaptığı işe eşittir.
Ele alınan örneklerden son derece ilginç bir sonuç çıkarılabilir. Arabadaki şoföre baktığımızda iş yapmadığını tespit ettik. Hareket yatay düzlemde gerçekleştiği için iş yatay düzlemde yapılır. Ama yayayı düşündüğümüzde durum biraz değişiyor.
Yürürken kişinin ağırlık merkezi sabit kalmaz, dikey düzlemde hareket eder ve dolayısıyla iş yapar. Ve hareket karşı yönde olduğu için iş hareket yönünün tersine gerçekleşecektir, hareket küçük olsa bile uzun yürüyüş sırasında vücudun ek iş yapması gerekecektir. Dolayısıyla doğru yürüyüş bu ekstra çalışmayı azaltır ve yorgunluğu azaltır.
Örnek olarak seçilen birkaç basit yaşam durumunu analiz ettikten ve mekanik işin ne olduğu bilgisini kullanarak, tezahürünün ana durumlarını, ne zaman ve ne tür bir iş yapıldığını inceledik. Günlük yaşamda ve fizikte iş kavramının farklı bir yapıya sahip olduğunu tespit ettik. Ve fiziksel yasaların uygulanması yoluyla yanlış yürüyüşün ilave yorgunluğa neden olduğunu tespit ettiler.
Mekanik iş- bu fiziksel bir niceliktir - bir kuvvetin (bileşke kuvvetler) bir cisim üzerindeki etkisinin veya bir cisimler sistemi üzerindeki kuvvetlerin skaler niceliksel ölçüsüdür. Kuvvet(ler)in sayısal büyüklüğüne ve yönüne ve cismin hareketine (cisimler sistemi) bağlıdır.
Kullanılan gösterimler
İş genellikle mektupla belirlenir A(Almanca'dan. A yine de- iş, emek) veya mektup K(İngilizceden w ork- iş, emek).
Tanım
Maddi bir noktaya uygulanan kuvvet işi
Bir maddi noktayı hareket ettirmek için bu noktaya uygulanan çeşitli kuvvetler tarafından gerçekleştirilen toplam iş, bu kuvvetlerin bileşkesinin işi (vektör toplamları) olarak tanımlanır. Bu nedenle ayrıca maddi bir noktaya uygulanan bir kuvvetten bahsedeceğiz.
Maddi bir noktanın doğrusal hareketi ve ona uygulanan kuvvetin sabit değeri ile, (bu kuvvetin) işi, kuvvet vektörünün hareket yönüne izdüşümünün ve yer değiştirme vektörünün uzunluğunun çarpımına eşittir. noktaya göre yapılmıştır:
A = F s s = F s c o s (F , s) = F → ⋅ s → (\displaystyle A=F_(s)s=Fs\ \mathrm (cos) (F,s)=(\vec (F))\ cdot(\vec(s))) bir = ∫ F → ⋅ d s → . (\displaystyle A=\int (\vec (F))\cdot (\vec (ds))).)(ardışık hareketlerden oluşan kesikli bir çizginin limiti olan bir eğri boyunca toplamı ima eder) d s → , (\displaystyle (\vec (ds))) ilk önce onları sonlu olarak kabul edersek ve sonra her birinin uzunluğunu sıfıra yönlendirirsek).
Kuvvetin koordinatlara bağımlılığı varsa integral şu şekilde tanımlanır:
A = ∫ r → 0 r → 1 F → (r →) ⋅ d r → (\displaystyle A=\int \limits _((\vec (r))_(0))^((\vec (r)) _(1))(\vec (F))\left((\vec (r))\right)\cdot (\vec (dr))),Nerede r → 0 (\displaystyle (\vec (r))_(0)) Ve r → 1 (\displaystyle (\vec (r))_(1))- sırasıyla gövdenin başlangıç ve son konumunun yarıçap vektörleri.
- Sonuçlar. Uygulanan kuvvetin yönü cismin yer değiştirmesine dik ise veya yer değiştirme sıfır ise bu durumda (bu kuvvetin) işi sıfırdır.
Maddi noktalar sistemine uygulanan kuvvetlerin işi
Maddi noktalardan oluşan bir sistemi hareket ettiren kuvvetlerin işi, bu kuvvetlerin her bir noktayı hareket ettiren işinin toplamı olarak tanımlanır (sistemin her noktası üzerinde yapılan iş, bu kuvvetlerin sistem üzerindeki işi olarak toplanır).
Beden, ayrı noktalardan oluşan bir sistem olmasa bile, (zihinsel olarak) her biri maddi bir nokta olarak kabul edilebilecek çok sayıda sonsuz küçük öğeye (parçaya) bölünebilir ve iş, yukarıdaki tanıma uygun olarak hesaplanabilir. Bu durumda ayrık toplamın yerini bir integral alır.
- Bu tanımlar hem belirli bir kuvvetin ya da kuvvet sınıfının yaptığı işi hesaplamak hem de bir sisteme etki eden tüm kuvvetlerin yaptığı toplam işi hesaplamak için kullanılabilir.
Kinetik enerji
E k = 1 2 m v 2 . (\displaystyle E_(k)=(\frac (1)(2))mv^(2).)Birçok parçacıktan oluşan karmaşık nesneler için cismin kinetik enerjisi, parçacıkların kinetik enerjilerinin toplamına eşittir.
Potansiyel enerji
Termodinamikte çalışmak
Termodinamikte, genleşme sırasında bir gazın yaptığı iş, basıncın hacim üzerindeki integrali olarak hesaplanır:
bir 1 → 2 = ∫ V 1 V 2 P d V . (\displaystyle A_(1\rightarrow 2)=\int \limits _(V_(1))^(V_(2))PdV.)
Gaz üzerinde yapılan iş mutlak değerde bu ifadeyle örtüşür, fakat işaret olarak zıttır.
- Bu formülün doğal bir genellemesi, yalnızca basıncın hacmin tek değerli bir fonksiyonu olduğu işlemlere değil, aynı zamanda herhangi bir işlem (düzlemdeki herhangi bir eğri ile temsil edilen) için de geçerlidir. PV), özellikle döngüsel süreçlere.
- Prensip olarak formül sadece gaza değil aynı zamanda basınç uygulayabilen herhangi bir şeye de uygulanabilir (sadece kaptaki basıncın her yerde aynı olması gerekir, bu da formülde gizlidir).
Bu formül doğrudan mekanik işle ilgilidir. Aslında, gaz basınç kuvvetinin her temel alana dik olarak basıncın çarpımına eşit olarak yönlendirileceğini hesaba katarak kabın genişlemesi sırasındaki mekanik işi yazmaya çalışalım. P Meydana dS platformlar ve ardından gazın yer değiştirmesi için yaptığı iş H böyle bir temel site olacak
d A = P d S h . (\displaystyle dA=PdSh.)Bunun, basıncın ve belirli bir temel alanın yakınındaki hacim artışının ürünü olduğu görülebilir. Ve her şeyi özetlemek dS bölümün ana formülünde olduğu gibi hacimde tam bir artışın olacağı nihai sonucu elde ediyoruz.
Teorik mekanikte kuvvet işi
Enerjinin bir Riemann integrali olarak tanımlanmasının yukarıda yapılan açıklamasını biraz daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Maddi noktayı gösterelim M (\displaystyle M) sürekli türevlenebilir bir eğri boyunca hareket eder G = ( r = r (s) ) (\displaystyle G=\(r=r(s)\)) burada s değişken bir yay uzunluğudur, 0 ≤ s ≤ S (\displaystyle 0\leq s\leq S) ve hareket yönünde yörüngeye teğet olarak yönlendirilen bir kuvvet tarafından etki edilir (kuvvet teğet olarak yönlendirilmezse, o zaman şunu kastedeceğiz: F (s) (\displaystyle F(s)) kuvvetin eğrinin pozitif tanjantına yansıtılması, böylece bu durumun aşağıda ele alınan duruma indirgenmesi). Büyüklük F (ξ ben) △ s ben , △ s ben = s ben - s ben - 1 , ben = 1 , 2 , . . . , ben τ (\displaystyle F(\xi _(i))\üçgen s_(i),\üçgen s_(i)=s_(i)-s_(i-1),i=1,2,... ,i_(\tau )), isminde temel çalışma kuvvet F (\displaystyle F) sahada ve kuvvetin ürettiği işin yaklaşık değeri olarak alınır F (\displaystyle F), malzeme noktası eğriyi geçtiğinde ona etki eden G ben (\displaystyle G_(i)). Tüm temel işlerin toplamı, fonksiyonun integral Riemann toplamıdır. F (s) (\displaystyle F(s)).
Riemann integralinin tanımına uygun olarak işi tanımlayabiliriz:
Tutarın yöneldiği sınır ∑ ben = 1 ben τ F (ξ ben) △ s ben (\displaystyle \sum _(i=1)^(i_(\tau ))F(\xi _(i))\üçgen s_(i)) küçük şeyler olduğunda tüm temel işler | τ | (\displaystyle |\tau |) bölümler τ (\displaystyle \tau) sıfıra doğru yönelmesine kuvvet işi denir F (\displaystyle F) eğri boyunca G (\displaystyle G).
Dolayısıyla bu çalışmayı harfle belirlersek W (\displaystyle W) o zaman bu tanımdan yola çıkarak,
W = lim | τ | → 0 ∑ ben = 1 ben τ F (ξ ben) △ s ben (\displaystyle W=\lim _(|\tau |\rightarrow 0)\sum _(i=1)^(i_(\tau ))F( \xi _(i))\üçgen s_(i)),buradan,
W = ∫ 0 s F (s) d s (\displaystyle W=\int \limits _(0)^(s)F(s)ds) (1).Bir noktanın hareketinin yörüngesindeki konumu başka bir parametre kullanılarak açıklanıyorsa t (\displaystyle t)(örneğin zaman) ve kat edilen mesafe s = s (t) (\displaystyle s=s(t)), a ≤ t ≤ b (\displaystyle a\leq t\leq b) sürekli türevlenebilir bir fonksiyondur, bu durumda formül (1)'den şunu elde ederiz:
W = ∫ a b F [ s (t) ] s ′ (t) d t . (\displaystyle W=\int \limits _(a)^(b)Fs"(t)dt.)Boyut ve birimler
İşin ölçü birimi
Bir kuvvetin etki ettiği cismin belirli bir yörünge, bir yol boyunca ilerlemesine izin verin. Bu durumda, kuvvet ya vücudun hızını değiştirerek ona ivme kazandırır ya da harekete karşı çıkan başka bir kuvvetin (veya kuvvetlerin) hareketini telafi eder. Yol üzerindeki eylem, iş adı verilen bir miktarla karakterize edilir.
Mekanik iş, kuvvetin Fs hareket yönü üzerindeki izdüşümünün ve kuvvetin uygulama noktası tarafından kat edilen yolun çarpımına eşit skaler bir miktardır (Şekil 22):
A = Fs*s.(56)
İfade (56), Fs kuvvetinin hareket yönüne (yani hız yönüne) izdüşümünün büyüklüğü her zaman değişmeden kalırsa geçerlidir. Özellikle bu durum, cisim doğrusal olarak hareket ettiğinde ve sabit büyüklükteki bir kuvvet, hareket yönü ile sabit bir α açısı oluşturduğunda meydana gelir. Fs = F * cos(α) olduğundan ifade (47) aşağıdaki biçimde verilebilir:
A = F * s * cos(α).
Yer değiştirme vektörü ise iş, iki vektörün skaler çarpımı olarak hesaplanır ve:
. (57)
İş cebirsel bir miktardır. Eğer kuvvet ve hareket yönü dar bir açı oluşturuyorsa (cos(α) > 0), iş pozitiftir. α açısı genişse (cos(α)< 0), работа отрицательна. При α = π/2 работа равна нулю. Последнее обстоятельство особенно отчетливо показывает, что понятие работы в механике существенно отличается от обыденного представления о работе. В обыденном понимании всякое усилие, в частности и мускульное напряжение, всегда сопровождается совершением работы. Например, для того чтобы держать тяжелый груз, стоя неподвижно, а тем более для того, чтобы перенести этот груз по горизонтальному пути, носильщик затрачивает много усилий, т. е. «совершает работу». Однако это – «физиологическая» работа. Механическая работа в этих случаях равна нулю.
Zorla hareket ederken çalışın
Hareket yönündeki kuvvet projeksiyonunun büyüklüğü hareket sırasında sabit kalmıyorsa iş bir integral olarak ifade edilir:
. (58)
Matematikte bu türden bir integrale, S yörüngesi boyunca eğrisel bir integral denir. Buradaki argüman, hem büyüklüğü hem de yönü değişebilen bir vektör değişkenidir. İntegral işaretinin altında kuvvet vektörü ile temel yer değiştirme vektörünün skaler çarpımı bulunur.
Birim iş, bire eşit bir kuvvetin yaptığı ve bire eşit bir yol boyunca hareket yönünde etki eden iş olarak kabul edilir. SI'da İşin birimi joule'dür (J), 1 metrelik yol boyunca 1 newtonluk bir kuvvetin yaptığı işe eşittir:
1J = 1N * 1m.
CGS'de işin birimi erg'dir ve 1 din kuvvetinin 1 santimetrelik yol boyunca yaptığı işe eşittir. 1J = 10 7 erg.
Bazen sistemik olmayan birim kilogramometre (kg*m) kullanılır. Bu, 1 kg'lık bir kuvvetin 1 metrelik yol boyunca yaptığı iştir. 1 kg*m = 9,81 J.
“İş nasıl ölçülür” konusunu açmadan önce küçük bir ara vermek gerekiyor. Bu dünyadaki her şey fizik kanunlarına uyar. Her süreç veya olgu belirli fizik yasalarına dayanarak açıklanabilir. Ölçülen her büyüklük için genellikle ölçüldüğü bir birim vardır. Ölçü birimleri sabittir ve dünyanın her yerinde aynı anlama gelir.
Bunun nedeni şudur. Bin dokuz yüz altmışta, Ağırlıklar ve Ölçüler Üzerine Onbirinci Genel Konferansta, dünya çapında tanınan bir ölçüm sistemi kabul edildi. Bu sisteme Le Système International d'Unités, SI (SI System International) adı verildi. Bu sistem dünya çapında kabul edilen ölçü birimlerinin ve bunların ilişkilerinin belirlenmesine temel teşkil etmiştir.
Fiziksel terimler ve terminoloji
Fizikte, kuvvet işinin ölçüm birimine, fizikte termodinamik dalının gelişimine büyük katkı sağlayan İngiliz fizikçi James Joule'ün onuruna J (Joule) adı verilir. Bir Joule, bir N'lik (Newton) kuvvetin, kuvvet yönünde bir M (metre) hareket etmesi durumunda yaptığı işe eşittir. Bir N (Newton), kuvvet yönünde bir m/s2 (saniyede metre) ivmeye sahip bir kg (kilogram) kütleli bir kuvvete eşittir.
Bilginize. Fizikte her şey birbirine bağlıdır; herhangi bir işin yapılması, ek eylemlerin gerçekleştirilmesini gerektirir. Örnek olarak evdeki bir hayranı alabiliriz. Fan prize takıldığında fan kanatları dönmeye başlar. Dönen kanatlar hava akışını etkileyerek ona yönsel hareket sağlar. Bu çalışmanın sonucudur. Ancak işi gerçekleştirmek için diğer dış güçlerin etkisi gereklidir, onsuz eylem imkansızdır. Bunlar elektrik akımı, güç, voltaj ve diğer birçok ilgili değeri içerir.
Elektrik akımı, özünde, bir iletkendeki elektronların birim zamanda düzenli hareketidir. Elektrik akımı pozitif veya negatif yüklü parçacıklara dayanır. Bunlara elektrik yükleri denir. Fransız bilim adamı ve mucit Charles Coulomb'un adını taşıyan C, q, Kl (Coulomb) harfleriyle gösterilir. SI sisteminde yüklü elektronların sayısı için bir ölçü birimidir. 1 C, birim zamanda bir iletkenin kesitinden akan yüklü parçacıkların hacmine eşittir. Zamanın birimi bir saniyedir. Elektrik yükünün formülü aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Elektrik akımının gücü A (amper) harfiyle gösterilir. Amper, yükleri bir iletken boyunca hareket ettirmek için harcanan kuvvet çalışmasının ölçümünü karakterize eden fizikteki bir birimdir. Temelinde elektrik akımı, bir elektromanyetik alanın etkisi altında bir iletken içindeki elektronların düzenli hareketidir. İletken, elektronların geçişine karşı çok az dirence sahip olan bir malzeme veya erimiş tuzdur (elektrolit). Elektrik akımının gücü iki fiziksel nicelikten etkilenir: voltaj ve direnç. Aşağıda tartışılacaktır. Akım gücü her zaman voltajla doğru orantılı, dirençle ters orantılıdır.
Yukarıda bahsedildiği gibi elektrik akımı, bir iletken içindeki elektronların düzenli hareketidir. Ancak bir uyarı var: Hareket etmek için belirli bir darbeye ihtiyaçları var. Bu etki potansiyel bir fark yaratılarak yaratılır. Elektrik yükü pozitif veya negatif olabilir. Pozitif yükler her zaman negatif yüklere doğru yönelir. Bu sistemin dengesi için gereklidir. Pozitif ve negatif yüklü parçacıkların sayısı arasındaki farka elektrik voltajı denir.
Güç, bir saniyelik bir sürede bir J (Joule) iş yapmak için harcanan enerji miktarıdır. Fizikteki ölçü birimi, SI sisteminde W (Watt) olarak W (Watt) olarak belirtilir. Elektrik gücü dikkate alındığında burada belirli bir süre içinde belirli bir eylemi gerçekleştirmek için harcanan elektrik enerjisinin değeridir.
Sonuç olarak, iş ölçü biriminin skaler bir nicelik olduğunu, fiziğin tüm dallarıyla ilişkisi olduğunu ve sadece elektrodinamik veya ısı mühendisliği açısından değil, diğer bölümler açısından da değerlendirilebileceğini belirtmek gerekir. Makale, kuvvet işinin ölçüm birimini karakterize eden değeri kısaca inceliyor.
Video
