Su mechaniniu darbu (jėgos darbu) esate susipažinę jau iš pagrindinės mokyklos fizikos kurso. Prisiminkime ten pateiktą mechaninio darbo apibrėžimą šiais atvejais.
Jei jėga nukreipta ta pačia kryptimi kaip ir kūno judėjimas, tai jėgos atliekamas darbas
Šiuo atveju jėgos atliktas darbas yra teigiamas.
Jei jėga nukreipta priešingai kūno judėjimui, tai jėgos atliekamas darbas
Šiuo atveju jėgos atliktas darbas yra neigiamas.
Jei jėga f_vec nukreipta statmenai kūno poslinkiui s_vec, tai jėgos atliktas darbas lygus nuliui:
Darbas yra skaliarinis dydis. Darbo vienetas vadinamas džauliu (simbolis: J) anglų mokslininko Jameso Joule, kuris grojo, garbei. svarbus vaidmuo atrandant energijos tvermės dėsnį. Iš (1) formulės seka:
1 J = 1 N * m.
1. Išilgai stalo 2 m buvo perkeltas 0,5 kg sveriantis blokas, veikiant jį 4 N tamprumo jėga (28.1 pav.). Trinties koeficientas tarp bloko ir stalo yra 0,2. Koks darbas veikia bloką?
a) gravitacija m?
b) normalios reakcijos jėgos?
c) tamprumo jėgos?
d) slydimo trinties jėgos tr?
Visą darbą, kurį atlieka kelios kūną veikiančios jėgos, galima rasti dviem būdais:
1. Raskite kiekvienos jėgos darbą ir sudėkite šiuos darbus, atsižvelgdami į ženklus.
2. Raskite visų kūną veikiančių jėgų atstojamąjį ir apskaičiuokite rezultato darbą.
Abu metodai leidžia pasiekti tą patį rezultatą. Norėdami tuo įsitikinti, grįžkite į ankstesnę užduotį ir atsakykite į 2 užduoties klausimus.
2. Kam jis lygus:
a) visų bloką veikiančių jėgų atliktų darbų suma?
b) visų bloką veikiančių jėgų rezultatas?
c) darbo rezultatas? IN bendras atvejis(kai jėga f_vec nukreipta savavališku kampu į poslinkį s_vec) jėgos atliekamo darbo apibrėžimas yra toks.
Pastovios jėgos darbas A yra lygus jėgos modulio F sandaugai iš poslinkio modulio s ir kampo α tarp jėgos krypties ir poslinkio krypties kosinuso:
A = Fs cos α (4)
3. Parodyk ką bendras apibrėžimas Darbe pateikiamos toliau pateiktoje diagramoje pateiktos išvados. Suformuluokite juos žodžiu ir užsirašykite į sąsiuvinį.
4. Jėga veikiama ant stalo esančiam blokui, kurio modulis lygus 10 N. Kodėl lygus kampui tarp šios jėgos ir bloko judėjimo, jei perkeliant bloką išilgai stalo 60 cm, ši jėga atliko darbą: a) 3 J; b) –3 J; c) –3 J; d) –6 J? Padarykite aiškinamuosius brėžinius.
2. Gravitacijos darbas
Tegul kūnas, kurio masė yra m, vertikaliai juda nuo pradinio aukščio h n iki galutinio aukščio h k.
Jeigu kūnas juda žemyn (h n > h k, 28.2 pav., a), judėjimo kryptis sutampa su gravitacijos kryptimi, todėl gravitacijos darbas teigiamas. Jei kūnas juda aukštyn (h n< h к, рис. 28.2, б), то работа силы тяжести отрицательна.
Abiem atvejais darbas atliekamas gravitacijos būdu
A = mg(h n – h k). (5)
Dabar suraskime gravitacijos atliktą darbą judant kampu vertikaliai.
5. Išilgai nuslydo mažas m masės blokas pasvirusi plokštuma ilgis s ir aukštis h (28.3 pav.). Pasvirusi plokštuma sudaro kampą α su vertikale.
a) Koks kampas tarp gravitacijos krypties ir bloko judėjimo krypties? Padarykite aiškinamąjį brėžinį.
b) Išreikškite gravitacijos darbą m, g, s, α.
c) Išreikškite s kaip h ir α.
d) Išreikškite gravitacijos darbą m, g, h.
e) Kokį darbą atlieka gravitacija, kai blokas juda aukštyn išilgai tos pačios plokštumos?
Atlikę šią užduotį esate įsitikinę, kad gravitacijos darbas išreiškiamas formule (5) net tada, kai kūnas juda kampu vertikaliai – tiek žemyn, tiek aukštyn.
Bet tada formulė (5) gravitacijos darbui galioja, kai kūnas juda bet kuria trajektorija, nes bet kurią trajektoriją (28.4 pav., a) galima pavaizduoti kaip mažų „pasvirusių plokštumų“ rinkinį (28.4 pav., b). . 
Taigi,
gravitacijos atliktas darbas judant bet kuria trajektorija išreiškiamas formule
A t = mg(h n – h k),
kur h n – pradinis kūno aukštis, h k – jo galutinis aukštis.
Gravitacijos atliekamas darbas nepriklauso nuo trajektorijos formos.
Pavyzdžiui, gravitacijos darbas judant kūnui iš taško A į tašką B (28.5 pav.) 1, 2 ar 3 trajektorija yra toks pat. Iš čia visų pirma išplaukia, kad gravitacijos jėga judant uždara trajektorija (kai kūnas grįžta į pradinį tašką) yra lygi nuliui. 
6. M masės rutulys, kabantis ant l ilgio sriegio, buvo išlenktas 90º, išlaikant siūlą įtemptą ir paleidžiamas be stūmimo.
a) Kokį darbą atlieka gravitacija per tą laiką, per kurį rutulys pasislenka į pusiausvyros padėtį (28.6 pav.)?
b) Kokį darbą per tą patį laiką atlieka sriegio tamprumo jėga?
c) Kokį darbą atlieka rezultatyviosios jėgos, veikiančios rutulį per tą patį laiką?
3. Tamprumo jėgos darbas
Kai spyruoklė grįžta į nedeformuotą būseną, tamprumo jėga visada atlieka teigiamą darbą: jos kryptis sutampa su judėjimo kryptimi (28.7 pav.). 
Raskime darbą, kurį atlieka tamprumo jėga.
Šios jėgos modulis yra susietas su deformacijos moduliu x ryšiu (žr. § 15)
Tokios jėgos atliktą darbą galima rasti grafiškai.
Pirmiausia atkreipkime dėmesį, kad pastovios jėgos atliktas darbas yra skaitiniu būdu lygus stačiakampio plotui po jėgos ir poslinkio grafiku (28.8 pav.). 
28.9 paveiksle parodytas tamprumo jėgos F(x) grafikas. Protiškai padalinkime visą kūno judėjimą į tokius mažus intervalus, kad kiekviename iš jų jėgą būtų galima laikyti pastovia. 
Tada kiekvieno iš šių intervalų darbas yra lygus figūros plotui po atitinkama grafiko dalimi. Visas darbas yra lygus šių sričių darbų sumai.
Vadinasi, šiuo atveju darbas yra skaitiniu būdu lygus figūros plotui po priklausomybės F(x) grafiku. 
7. Naudodamiesi 28.10 pav., įrodykite, kad
elastinės jėgos atliktas darbas spyruoklei grįžtant į nedeformuotą būseną išreiškiamas formule
A = (kx 2)/2. (7)
8. Naudodami 28.11 paveiksle pateiktą grafiką, įrodykite, kad spyruoklės deformacijai pasikeitus nuo x n iki x k, tamprumo jėgos darbas išreiškiamas formule
Iš (8) formulės matome, kad tamprumo jėgos darbas priklauso tik nuo pradinės ir galutinės spyruoklės deformacijos nulis. Prisiminkime, kad gravitacijos darbas turi tą pačią savybę.
9. Pradiniu momentu 400 N/m standumo spyruoklės įtempimas Spyruoklė ištempiama dar 2 cm.
a) Kokia galutinė spyruoklės deformacija?
b) Kokį darbą atlieka spyruoklės tamprumo jėga?
10. Pradiniu momentu 200 N/m standumo spyruoklė ištempiama 2 cm, o paskutiniu momentu suspaudžiama 1 cm Kokį darbą atlieka spyruoklės tamprumo jėga?
4. Trinties jėgos darbas
Leiskite kūnui slysti išilgai fiksuotos atramos. Kūną veikianti slydimo trinties jėga visada yra nukreipta priešinga judėjimui, todėl slydimo trinties jėgos darbas yra neigiamas bet kuria judėjimo kryptimi (28.12 pav.). 
Todėl, jei bloką perkelsite į dešinę, o kaištį tokiu pat atstumu į kairę, tada, nors jis grįš į pradinę padėtį, bendras slydimo trinties jėgos atliktas darbas nebus lygus nuliui. Tai yra svarbiausias skirtumas tarp slydimo trinties ir gravitacijos bei elastingumo darbo. Prisiminkime, kad šių jėgų darbas judant kūnui uždara trajektorija yra lygus nuliui.
11. 1 kg masės blokas buvo perkeltas išilgai stalo taip, kad jo trajektorija būtų kvadratas, kurio kraštinė buvo 50 cm.
a) Ar blokas grįžo į pradinį tašką?
b) Kokį bendrą darbą atlieka bloką veikianti trinties jėga? Trinties koeficientas tarp bloko ir stalo yra 0,3.
5. Galia
Dažnai svarbu ne tik atliekamas darbas, bet ir darbų atlikimo greitis. Jai būdinga galia.
Galia P yra atlikto darbo A ir laikotarpio t, per kurį šis darbas buvo atliktas, santykis:
(Kartais galia mechanikoje žymima raide N, o elektrodinamikoje – raide P. Mums patogiau naudoti tą patį galios žymėjimą.)
Galios vienetas yra vatas (simbolis: W), pavadintas anglų išradėjo Jameso Watto vardu. Iš (9) formulės išplaukia, kad
1 W = 1 J/s.
12. Kokią jėgą išvysto žmogus 2 s tolygiai pakeldamas 10 kg sveriantį vandens kibirą į 1 m aukštį?
Galią dažnai patogu išreikšti ne darbu ir laiku, o jėga ir greičiu.
Panagrinėkime atvejį, kai jėga nukreipta išilgai poslinkio. Tada jėgos A = Fs atliktas darbas. Pakeitę šią išraišką galios formule (9), gauname:
P = (Fs)/t = F(s/t) = Fv. (10)
13. Automobilis važiuoja horizontaliu keliu 72 km/h greičiu. Tuo pačiu metu jo variklis išvysto 20 kW galią. Kokia yra pasipriešinimo jėga automobilio judėjimui?
Užuomina. Kai automobilis juda horizontaliu keliu pastoviu greičiu, traukos jėga yra lygi pasipriešinimo automobilio judėjimui jėgai.
14. Kiek laiko užtruks tolygiai pakelti 4 tonas sveriantį betoninį bloką į 30 m aukštį, jei krano variklio galia 20 kW, o krano elektros variklio naudingumo koeficientas – 75 %?
Užuomina. Elektros variklio naudingumo koeficientas lygus krovinio kėlimo ir variklio darbo santykiui. 
Papildomi klausimai ir užduotys
15. Iš balkono 10 aukščio ir 45º kampu į horizontalę buvo išmestas 200 g masės kamuolys. Pasiekimas skrydžio metu maksimalus aukštis 15 m, kamuolys nukrito ant žemės.
a) Kokį darbą atlieka gravitacija keliant rutulį?
b) Kokį darbą atlieka gravitacija, kai kamuolys nuleidžiamas?
c) Kokį darbą atlieka gravitacija viso rutulio skrydžio metu?
d) Ar sąlygoje yra papildomų duomenų?
16. 0,5 kg masės rutulys pakabinamas ant spyruoklės, kurios standumas 250 N/m, ir yra pusiausvyroje. Kamuolys pakeliamas taip, kad spyruoklė nedeformuotųsi ir paleidžiama be stūmimo.
a) Į kokį aukštį buvo pakeltas rutulys?
b) Kokį darbą atlieka gravitacija per tą laiką, per kurį rutulys pajuda į pusiausvyros padėtį?
c) Kokį darbą atlieka tamprumo jėga per tą laiką, per kurį rutulys pasislenka į pusiausvyros padėtį?
d) Kokį darbą atlieka visų jėgų, veikiančių rutulį, rezultatą, per kurį rutulys juda į pusiausvyros padėtį?
17. 10 kg sveriančios rogės nuslysta iš snieguotas kalnas kurių pasvirimo kampas α = 30º ir nukeliauti tam tikrą atstumą išilgai horizontalaus paviršiaus (28.13 pav.). Trinties koeficientas tarp rogių ir sniego yra 0,1. Kalno pagrindo ilgis l = 15 m. 
a) Kokio dydžio trinties jėga rogėms judant horizontaliu paviršiumi?
b) Kokį darbą atlieka trinties jėga, rogėms judant horizontaliu paviršiumi 20 m atstumu?
c) Kokio dydžio trinties jėga rogėms judant palei kalną?
d) Kokį darbą atlieka trinties jėga nuleidžiant roges?
e) Kokį darbą atlieka gravitacija nuleidžiant roges?
f) Kokį darbą atlieka roges besileidžiančios nuo kalno atsirandančios jėgos?
18. 1 toną sveriantis automobilis juda 50 km/h greičiu. Variklis išvysto 10 kW galią. Benzino sąnaudos yra 8 litrai 100 km. Benzino tankis yra 750 kg/m 3, o jo specifinė šiluma degimas 45 MJ/kg. Koks yra variklio efektyvumas? Ar yra kokių nors papildomų duomenų apie būklę?
Užuomina. Šilumos variklio naudingumo koeficientas lygus variklio atliekamo darbo ir kuro degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekio santykiui.
Atkreipkite dėmesį, kad darbas ir energija turi tuos pačius matavimo vienetus. Tai reiškia, kad darbas gali būti paverstas energija. Pavyzdžiui, norint pakelti kūną į tam tikrą aukštį, tada jis turės potencinę energiją, reikia jėgos, kuri atliks šį darbą. Kėlimo jėgos atliktas darbas virs potencialia energija.
Darbo nustatymo pagal priklausomybės grafiką F(r) taisyklė: darbas yra skaitine prasme lygus figūros plotui po jėgos ir poslinkio grafiku.
Kampas tarp jėgos vektoriaus ir poslinkio
1) Teisingai nustatykite jėgos, kuri atlieka darbą, kryptį; 2) Pavaizduojame poslinkio vektorių; 3) Perkeliame vektorius į vieną tašką ir gauname norimą kampą.
Paveiksle kūną veikia sunkio jėga (mg), atramos reakcija (N), trinties jėga (Ftr) ir lyno F tempimo jėga, kurios veikiamas kūnas. juda r.
Gravitacijos darbas
Žemės reakcijos darbas
Trinties jėgos darbas
Darbas atliekamas lyno įtempimu
Darbas atliekamas rezultatine jėga
Gautos jėgos darbą galima rasti dviem būdais: 1-asis metodas - kaip visų kūną veikiančių jėgų darbo suma (atsižvelgiant į „+“ arba „-“ ženklus), mūsų pavyzdyje.
2 metodas - pirmiausia suraskite gaunamą jėgą, tada tiesiogiai jos darbą, žr. pav
Tamprumo jėgos darbas
Norint rasti tamprumo jėgos atliktą darbą, reikia atsižvelgti į tai, kad ši jėga kinta, nes priklauso nuo spyruoklės pailgėjimo. Iš Huko dėsnio išplaukia, kad didėjant absoliučiajam pailgėjimui, jėga didėja.
Norėdami apskaičiuoti tamprumo jėgos darbą spyruoklei (kūnui) pereinant iš nedeformuotos būsenos į deformuotą, naudokite formulę
Galia
Skaliarinis dydis, apibūdinantis darbo greitį (galima nubrėžti analogiją su pagreičiu, kuris apibūdina greičio kitimo greitį). Nustatoma pagal formulę
Efektyvumas
Efektyvumas yra santykis naudingo darbo, tobula mašina, skirta visam darbui (tiekiama energija) tiek pat laiko
Efektyvumas išreiškiamas procentais. Kuo šis skaičius artimesnis 100%, tuo didesnis mašinos našumas. Efektyvumas negali būti didesnis nei 100, nes neįmanoma atlikti daugiau darbų naudojant mažiau energijos.
Nuožulniosios plokštumos efektyvumas – tai gravitacijos atliekamo darbo ir darbo, sugaišto judant išilgai pasvirusios plokštumos, santykis.
Svarbiausia prisiminti
1) Formulės ir matavimo vienetai;
2) Darbas atliekamas prievarta;
3) Mokėti nustatyti kampą tarp jėgos ir poslinkio vektorių
Jei jėgos atliktas darbas judant kūnui uždaru keliu yra lygus nuliui, tai tokios jėgos vadinamos konservatyvus arba potencialą. Darbas, kurį atlieka trinties jėga, judant kūną uždaru keliu, niekada nėra lygus nuliui. Trinties jėga, skirtingai nuo gravitacijos ar tamprumo jėgos, yra nekonservatyvus arba nepotencialus.
Yra sąlygų, kurioms esant formulė negali būti naudojama 
Jei jėga yra kintama, jei judėjimo trajektorija yra lenkta linija. Šiuo atveju kelias yra padalintas į mažas atkarpas, kurioms šios sąlygos yra įvykdytos, ir apskaičiuojamas elementarus kiekvienos iš šių atkarpų darbas. Bendras darbas šiuo atveju yra lygus elementarių darbų algebrinei sumai: 
Tam tikra jėga atliekamo darbo vertė priklauso nuo atskaitos sistemos pasirinkimo.
Ką tai reiškia?
Fizikoje „mechaninis darbas“ yra tam tikros jėgos (gravitacijos, elastingumo, trinties ir kt.) veikiamas kūnas, dėl kurio kūnas juda.
Dažnai žodis „mechaninis“ tiesiog neparašytas.
Kartais galite susidurti su posakiu „kūnas atliko darbą“, kuris iš esmės reiškia „kūną veikianti jėga padarė darbą“.
Galvoju – dirbu.
Aš einu – aš irgi dirbu.
Kur čia mechaninis darbas?
Jei kūnas juda veikiamas jėgos, tada atliekamas mechaninis darbas.
Jie sako, kad kūnas veikia.
O tiksliau bus taip: darbą atlieka kūną veikianti jėga.
Darbas apibūdina jėgos rezultatą.
Jėgos, veikiančios žmogų, atlieka jį mechaninį darbą, ir dėl šių jėgų veikimo žmogus juda.
Darbas yra fizinis dydis, lygus produktui jėga, veikianti kūną, kelias, kurį kūnas nueina veikiamas jėgos šios jėgos kryptimi.
A - mechaninis darbas,
F - stiprumas,
S – nuvažiuotas atstumas.
Darbas atliktas, jei vienu metu tenkinamos 2 sąlygos: kūną veikia jėga ir ji
juda jėgos kryptimi.
Darbai neatliekami(t. y. lygus 0), jei:
1. Jėga veikia, bet kūnas nejuda.
Pavyzdžiui: mes veikiame jėgą į akmenį, bet negalime jo pajudinti.
2. Kūnas juda, o jėga lygi nuliui arba visos jėgos yra kompensuojamos (t. y. šių jėgų rezultatas lygus 0).
Pvz.: judant pagal inerciją, darbas neatliekamas.
3. Jėgos kryptis ir kūno judėjimo kryptis yra viena kitai statmenos.
Pavyzdžiui: kai traukinys juda horizontaliai, gravitacija neveikia.
Darbas gali būti teigiamas ir neigiamas
1. Jei jėgos kryptis ir kūno judėjimo kryptis sutampa, atliekamas teigiamas darbas.
Pavyzdžiui: gravitacijos jėga, veikdama žemyn krintantį vandens lašą, daro teigiamą darbą.
2. Jei jėgos ir kūno judėjimo kryptis priešinga, atliekamas neigiamas darbas.
Pavyzdžiui: gravitacijos jėga, veikianti kylant balionas, daro neigiamą darbą.
Jei kūną veikia kelios jėgos, tada darbas visu etatu visų jėgų yra lygus susidariusios jėgos atliktam darbui.
Darbo vienetai
Anglų mokslininko D. Joule garbei darbo vienetas pavadintas 1 Džauliu.
Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI):
[A] = J = N m
1J = 1N 1m
Mechaninis darbas lygus 1 J, jei, veikiamas 1 N jėgos, kūnas juda 1 m jėgos kryptimi.
Skrendant nuo žmogaus nykščio iki smiliaus
uodas veikia – 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 J.
Žmogaus širdis per susitraukimą atlieka maždaug 1 J darbo, o tai atitinka darbą, atliekamą keliant 10 kg sveriantį krovinį į 1 cm aukštį.
IKI DIRBTI, DRAUGAI!
Prieš atskleidžiant temą „Kaip matuojamas darbas“, būtina padaryti nedidelį nukrypimą. Viskas šiame pasaulyje paklūsta fizikos dėsniams. Kiekvienas procesas ar reiškinys gali būti paaiškintas remiantis tam tikrais fizikos dėsniais. Kiekvienam išmatuotam kiekiui yra vienetas, kuriuo jis paprastai matuojamas. Matavimo vienetai yra pastovūs ir turi tą pačią reikšmę visame pasaulyje.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-1-768x451..jpg 1024w" sizes="(maks. plotis: 600px) 100vw, 600px">
Tarptautinių vienetų sistema
To priežastis yra tokia. Devyniolika šešiasdešimties metų vienuoliktoje Generalinėje svorių ir matų konferencijoje buvo priimta visame pasaulyje pripažinta matavimų sistema. Ši sistema buvo pavadinta Le Système International d’Unités, SI (SI System International). Ši sistema tapo visame pasaulyje priimtų matavimo vienetų ir jų santykių nustatymo pagrindu.
Fiziniai terminai ir terminija
Fizikoje jėgos darbo matavimo vienetas vadinamas J (Joule), pagerbiant anglų fiziką Jamesą Joule'ą, kuris labai prisidėjo plėtojant fizikos termodinamikos šaką. Vienas džaulis yra lygus darbui, kurį atlieka vieno N (niutono) jėga, kai ją taikant jėgos kryptimi pasislenka vienas M (metras). Vienas N (niutonas) lygus jėgai, kurio masė yra vienas kg (kilogramas), pagreičiu vienas m/s2 (metras per sekundę) jėgos kryptimi.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-2-2-210x140.jpg 210w" sizes="(maks. plotis: 600px) 100vw, 600px">
Formulė ieškant darbo
FYI. Fizikoje viskas yra tarpusavyje susiję, atliekant bet kokį darbą, reikia atlikti papildomus veiksmus. Kaip pavyzdį galime paimti buitinį ventiliatorių. Kai ventiliatorius prijungtas, ventiliatoriaus mentės pradeda suktis. Besisukančios mentės veikia oro srautą, suteikdamos jam kryptingą judėjimą. Tai yra darbo rezultatas. Bet darbui atlikti būtina kitų išorinių jėgų įtaka, be kurių veiksmas neįmanomas. Tai apima elektros srovę, galią, įtampą ir daugelį kitų susijusių verčių.
Elektros srovė savo šerdyje yra tvarkingas elektronų judėjimas laidininke per laiko vienetą. Elektros srovė pagrįsta teigiamai arba neigiamai įkrautomis dalelėmis. Jie vadinami elektros krūviais. Žymi raidėmis C, q, Kl (Coulomb), pavadinta prancūzų mokslininko ir išradėjo Charleso Kulono vardu. SI sistemoje tai yra įkrautų elektronų skaičiaus matavimo vienetas. 1 C yra lygus įkrautų dalelių, tekančių laidininko skerspjūviu per laiko vienetą, tūriui. Laiko vienetas yra viena sekundė. Elektros krūvio formulė parodyta paveikslėlyje žemiau.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-3-768x486..jpg 848w" sizes="(maks. plotis: 600px) 100vw, 600px">
Formulė elektros krūviui rasti
Elektros srovės stiprumas žymimas raide A (amperais). Amperas yra fizikos vienetas, apibūdinantis jėgos, kuri sunaudojama krūviams perkelti išilgai laidininko, darbo matavimą. Jo esmė, elektros srovė- tai tvarkingas elektronų judėjimas veikiamame laidininke elektromagnetinis laukas. Laidininkas yra medžiaga arba išlydyta druska (elektrolitas), kuri mažai atspari elektronams. Elektros srovės stiprumui įtakos turi du fiziniai kiekiai: įtampa ir varža. Jie bus aptarti toliau. Srovės stiprumas visada yra tiesiogiai proporcingas įtampai ir atvirkščiai proporcingas varžai.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-4-768x552..jpg 800w" sizes="(maks. plotis: 600px) 100vw, 600px">
Srovės stiprumo nustatymo formulė
Kaip minėta aukščiau, elektros srovė yra tvarkingas elektronų judėjimas laidininke. Tačiau yra vienas įspėjimas: norint judėti, jiems reikia tam tikro poveikio. Šis efektas sukuriamas sukuriant potencialų skirtumą. Elektros krūvis gali būti teigiamas arba neigiamas. Teigiami krūviai visada linkę į neigiamus krūvius. Tai būtina sistemos pusiausvyrai užtikrinti. Skirtumas tarp teigiamai ir neigiamai įkrautų dalelių skaičiaus vadinamas elektros įtampa.
Gif?.gif 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-5-768x499.gif 768w" sizes="(maks. plotis: 600px) 100vw, 600px">
Įtampos nustatymo formulė
Galia – tai energijos kiekis, sunaudojamas vienam J (džauliui) darbui atlikti per vienos sekundės laikotarpį. Matavimo vienetas fizikoje žymimas W (vatas), SI sistemoje W (vatas). Kadangi atsižvelgiama į elektros energiją, čia tai yra sunaudotos vertės vertė elektros energija už egzekuciją tam tikras veiksmas per tam tikrą laikotarpį.
Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/03/risunok-6-120x74..jpg 750w" sizes="(maks. plotis: 600px) 100vw, 600px">
Formulė elektros energijos paieškai
Apibendrinant reikėtų pažymėti, kad darbo vienetas yra skaliarinis dydis, turi ryšį su visomis fizikos sritimis ir gali būti nagrinėjamas ne tik elektrodinamikos ar šiluminės inžinerijos, bet ir kitų skyrių požiūriu. Straipsnyje trumpai nagrinėjama vertė, apibūdinanti jėgos darbo matavimo vienetą.
Vaizdo įrašas
« Fizika – 10 kl.
Energijos tvermės dėsnis yra pagrindinis gamtos dėsnis, leidžiantis apibūdinti daugumą vykstančių reiškinių.
Kūnų judėjimą galima apibūdinti ir naudojant tokias dinamikos sąvokas kaip darbas ir energija.
Prisiminkite, kas yra darbas ir galia fizikoje.
Ar šios sąvokos sutampa su kasdienėmis mintimis apie jas?
Visi mūsų kasdieniai veiksmai susiveda į tai, kad mes su raumenų pagalba arba pajudiname aplinkinius kūnus ir palaikome šį judėjimą, arba sustabdome judančius kūnus.
Šie kūnai yra įrankiai (plaktukas, rašiklis, pjūklas), žaidimuose – kamuoliukai, rituliai, šachmatų figūrėlės. Gamyboje ir žemės ūkisžmonės taip pat paleidžia įrankius.
Mašinų naudojimas daug kartų padidina darbo našumą, nes jose naudojami varikliai.
Bet kurio variklio paskirtis yra pajudinti kėbulus ir išlaikyti šį judėjimą, nepaisant stabdymo tiek dėl įprastos trinties, tiek dėl „darbinio“ pasipriešinimo (pjaustytuvas turi ne tik slysti per metalą, bet, įsipjovęs į jį, pašalinti drožles; plūgas purenti žemę ir pan.). Tokiu atveju judantį kūną iš variklio pusės turi veikti jėga.
Darbas gamtoje atliekamas tada, kai kito kūno (kitų kūnų) jėga (ar kelios jėgos) veikia kūną jo judėjimo kryptimi arba prieš jį.
Gravitacijos jėga veikia, kai nuo uolos krenta lietaus lašai ar akmenys. Tuo pat metu darbą atlieka ir pasipriešinimo jėga, veikianti krintančius lašus arba akmenį iš oro. Tamprumo jėga taip pat atlieka darbą, kai išsitiesina vėjo sulenktas medis.
Darbo apibrėžimas.
Antrasis Niutono dėsnis impulsų forma Δ = Δt leidžia nustatyti, kaip keičiasi kūno greitis pagal dydį ir kryptį, jei jį veikia jėga per laiką Δt.
Jėgų įtaka kūnams, dėl kurių pasikeičia jų greičio modulis, apibūdinama verte, kuri priklauso ir nuo jėgų, ir nuo kūnų judesių. Mechanikoje šis dydis vadinamas jėgos darbas.
Greičio pokytis absoliučia verte galimas tik tuo atveju, kai jėgos F r projekcija kūno judėjimo kryptimi skiriasi nuo nulio. Būtent ši projekcija lemia jėgos, keičiančios kūno modulio greitį, veikimą. Ji atlieka darbą. Todėl darbas gali būti laikomas jėgos F r projekcijos iš poslinkio modulio sandauga |Δ| (5.1 pav.):
A = F r |Δ|. (5.1)
Jei kampas tarp jėgos ir poslinkio žymimas α, tai Fr = Fcosα.
Todėl darbas lygus:
A = |Δ|cosα. (5.2)
Mūsų kasdienė darbo idėja skiriasi nuo darbo apibrėžimo fizikoje. Jūs laikote sunkų lagaminą, ir jums atrodo, kad dirbate darbą. Tačiau fiziniu požiūriu jūsų darbas yra nulis.
Pastovios jėgos darbas lygus jėgos modulių ir jėgos taikymo taško poslinkio sandaugai bei kampo tarp jų kosinusui.
Apskritai judant kietas jį perkeliant skirtingus taškus yra skirtingi, tačiau nustatydami jėgos veikimą esame veikiami Δ suprantame jo taikymo taško judėjimą. Standaus kūno transliacinio judėjimo metu visų jo taškų judėjimas sutampa su jėgos taikymo taško judėjimu.
Darbas, skirtingai nei jėga ir poslinkis, yra ne vektorinis dydis, o skaliarinis dydis. Jis gali būti teigiamas, neigiamas arba nulis.
Darbo ženklą lemia kampo tarp jėgos ir poslinkio kosinuso ženklas. Jei α< 90°, то А >0, nes smailiųjų kampų kosinusas yra teigiamas. Kai α > 90°, darbas yra neigiamas, nes bukųjų kampų kosinusas yra neigiamas. Esant α = 90° (jėga, statmena poslinkiui), darbas neatliekamas.
Jei kūną veikia kelios jėgos, tada atstojamosios jėgos projekcija poslinkiui yra lygi atskirų jėgų projekcijų sumai:
F r = F 1r + F 2r + ... .
Todėl gauname gaunamos jėgos darbą
A = F 1r |Δ| + F 2r |Δ| + ... = A 1 + A 2 + .... (5.3)
Jei kūną veikia kelios jėgos, tai bendras darbas (algebrinė visų jėgų darbo suma) yra lygus atstojamosios jėgos darbui.
Jėgos atliktas darbas gali būti pavaizduotas grafiškai. Paaiškinkime tai pavaizduodami paveiksle jėgos projekcijos priklausomybę nuo kūno koordinačių, kai jis juda tiesia linija.
Tegul kūnas juda išilgai OX ašies (5.2 pav.), tada
Fcosα = F x , |Δ| = Δ x.
Už jėgos darbą gauname
A = F|Δ|cosα = F x Δx.
Akivaizdu, kad (5.3, a) paveiksle užtamsinto stačiakampio plotas yra skaitiniu požiūriu lygus darbui, atliktam perkeliant kūną iš taško, kurio koordinatė x1, į tašką, kurio koordinatė x2.
Formulė (5.1) galioja tuo atveju, kai jėgos projekcija į poslinkį yra pastovi. Esant kreivinei trajektorijai, pastoviai arba kintamajai jėgai, trajektoriją padalijame į mažus segmentus, kuriuos galima laikyti tiesia linija, ir jėgos projekciją esant mažam poslinkiui Δ - pastovus.
Tada apskaičiuokite kiekvieno judesio darbą Δ
ir tada susumavus šiuos darbus, nustatome jėgos darbą galutiniam poslinkiui (5.3 pav., b). Darbo vienetas.
Darbo vienetas gali būti nustatytas naudojant pagrindinę formulę (5.2). Jei judant kūną per ilgio vienetą, jį veikia jėga, kurios modulis lygus vienam, o jėgos kryptis sutampa su jos taikymo taško judėjimo kryptimi (α = 0), tada darbas bus lygus vienybei. IN Tarptautinė sistema Darbo vienetas (SI) yra džaulis (žymimas J):
1 J = 1 N 1 m = 1 N m.
Džaulis- tai darbas, kurį atlieka 1 N jėga, esant poslinkiui 1, jei jėgos ir poslinkio kryptys sutampa.
Dažnai naudojami keli darbo vienetai: kilodžaulis ir megadžaulis:
1 kJ = 1000 J,
1 MJ = 1000000 J.
Darbas gali būti atliktas tiek per ilgą laiką, tiek per labai trumpą laiką. Tačiau praktikoje toli gražu nėra abejinga, ar darbą galima atlikti greitai, ar lėtai. Laikas, per kurį atliekamas darbas, lemia bet kurio variklio darbą. Mažas elektros variklis gali atlikti daug darbo, tačiau tai užtruks daug laiko. Todėl kartu su darbu įvedamas kiekis, apibūdinantis jo pagaminimo greitį – galia.
Galia yra darbo A santykis su laiko intervalu Δt, per kurį šis darbas atliekamas, t. y. galia yra darbo greitis:
Į formulę (5.4) vietoj darbo A pakeitę jos išraišką (5.2), gauname
Taigi, jei kūno jėga ir greitis yra pastovūs, tai galia yra lygi jėgos vektoriaus dydžio sandaugai iš greičio vektoriaus dydžio ir kampo tarp šių vektorių krypčių kosinuso. Jei šie dydžiai yra kintami, tai naudojant (5.4) formulę galime nustatyti vidutinę galią, panašią į apibrėžimą vidutinis greitis kūno judesiai.
Galios sąvoka įvedama norint įvertinti bet kurio mechanizmo (siurblio, krano, mašinos variklio ir kt.) atliekamą darbą per laiko vienetą. Todėl (5.4) ir (5.5) formulėse visada turima omenyje traukos jėga.
SI galia išreiškiama vatai (W).
Galia lygi 1 W, jei darbas, lygus 1 J, atliekamas per 1 s.
Kartu su vatais naudojami didesni (keli) galios vienetai:
1 kW (kilovatas) = 1000 W,
1 MW (megavatas) = 1 000 000 W.