Puna në fizikë është një vlerë që gjendet duke shumëzuar modulin e forcës që lëviz trupin me distancën që ai ka lëvizur. Në artikull, ne do të shqyrtojmë në detaje situatat kur trupi lëviz dhe mbetet i palëvizshëm. Le të mësojmë formulën e punës dhe njësitë e saj matëse.
Forcat që veprojnë në trup
Le të imagjinojmë se kemi një fije mbi të cilën është pezulluar një trup. Nga ana e fillit, mbi të vepron forca elastike e fillit, le ta shënojmë F. Trupi është i palëvizshëm, le të themi se e lidhëm fillin në një trekëmbësh. A është e nevojshme të bëhet diçka për ta mbajtur këtë gjendje për një kohë të pacaktuar? Nr. Edhe pse ka një forcë që vepron në trup, ai nuk lëviz.
Puna në fizikë - çfarë është ajo? Para se t'i përgjigjeni kësaj pyetjeje, merrni parasysh situatën. Supozoni se një trup është duke lëvizur, por asnjë forcë nuk vepron mbi të. Për shembull, nëse është një top në hapësirën e largët, larg nga të gjitha yjet dhe galaktikat. Atëherë forca e tërheqjes së tyre do të jetë e papërfillshme. Vizatoni një diagram.
Trupi ka lëvizur një distancë të caktuar s, por nuk ka forcë (F=0). Është e nevojshmendërmerr ndonjë veprim për të mbajtur trupin në lëvizje? Nr. Kjo gjendje mund të ruhet pafundësisht. Kjo është lëvizje drejtvizore uniforme në mungesë të forcave që veprojnë në trup.
Forca që prodhon punë mekanike
Dhe tani situata është thelbësisht e ndryshme. Ne do të ngremë të njëjtin top. Një forcë vepron mbi të, ajo zbatohet në trup nga ana e litarit. Sasinë e lëvizjes së topit e shënojmë me shkronjën s, dhe forcën - F. A do të ngrihet vetë topi? Jo, diçka duhet ta ngrejë. Për shembull, një motor elektrik duhet të funksionojë diku. Por që ajo të funksionojë, uji duhet të bjerë nga diga, gjë që çon në rrotullimin e turbinës me të cilën është lidhur gjeneratori. Nëpërmjet linjës së energjisë, energjia duhet të transmetohet në motor, dhe ai duhet të punojë dhe të ngrejë ngarkesën. Kjo do të thotë, lëvizja nuk mund të realizohet vetvetiu.
Fizikanët thonë se në dy rastet e para forca nuk kryen punë mekanike. Në rastin e tretë, puna është kryer. Nga çfarë prodhohet? Forca F. Në fizikë, puna është një sasi. Dhe nëse po, atëherë mund të ndryshojë lart e poshtë. Është e lehtë të merret me mend se nëse forca rritet dhe trupi zhvendoset në të njëjtën distancë, atëherë puna e kësaj force do të jetë më e madhe. Si mund të rritet forca? Për shembull, marrja e një topi është dy herë më e vështirë. Atëherë puna do të dyfishohet. Prandaj, puna e bërë nga një forcë është proporcionale me madhësinë e forcës. Ky është ligji.
Formula e punës mekanike
Le të imagjinojmë se duhet të ngremë të njëjtin top jo me 50 cm, por me 100 cm.bëni punën për ta ngritur së pari në gjysmën e parë të distancës, dhe më pas në të dytën. Çdo herë do të bëhet e njëjta punë, por totali i punës do të jetë dy herë më shumë. Kjo do të thotë që puna është drejtpërdrejt proporcionale me distancën e përshkuar nga trupi. Prandaj, fizikantët ranë dakord të shënojnë vlerën e Fs me shkronjën A dhe ta quajnë atë punë e forcës. Shprehja Fs do të jetë drejtpërdrejt proporcionale me forcën dhe zhvendosjen e trupit.
A=Fs është formula për të punuar në fizikë. A është vlera e dëshiruar e forcës së aplikuar në trup, dhe s është rruga e përshkuar nga trupi. Megjithatë, ka situata kur një forcë ushtrohet në trup, por ai nuk lëviz. Në rastin tonë të tretë, trupi lëviz në të njëjtin drejtim kur ushtrohet forca. Prandaj, do të ishte më e saktë të thuhet se s është zhvendosja e trupit në drejtim të forcës. Le të formulojmë një përkufizim: puna në fizikë është një vlerë e barabartë me produktin e modulit të forcës dhe zhvendosjes së trupit në drejtim të forcës.
Njësitë matëse
Le të shohim formulën përcaktuese A=Fs. [A]=Nm=J. N është njuton, J është xhaul. Si të kuptoni se çfarë është 1 xhaul? Le të vizatojmë një diagram që tregon një forcë që kryen punën e një xhaul.
Figura tregon pozicionin fillestar dhe përfundimtar të trupit. E zhvendosëm në një distancë prej 1 m. Gjatë lëvizjes, në trup ushtrua një forcë prej një njutoni. A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J. Kjo do të thotë, një xhaul është puna e bërë nga një forcë prej një njutoni kur një trup lëviz në një distancë prej 1 m në drejtim të forcës.
Një xhaul është një sasi e vogël pune. Për të ngritur1 kg peshë për 10 cm, ju duhet të bëni punën në 1 xhaul. Për ta ngritur atë në një lartësi metër, duhet të bëni punë prej 10 joules. Nëse flasim për punën e vinçave, ata ngrenë tonelata me dhjetëra metra. Prandaj përdoren edhe njësi të tjera matëse të punës: kiloxhaul, megaxhaul etj.. 1 kJ=1000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J. Akrepa e orës së murit vihet në lëvizje nga motori. Ajo funksionon shumë më pak se një xhaul. Ajo matet në milixhaule. 1 mJ=0,001 J. Ka edhe mikroxhaule. 1 μJ=110^-6 J.
