งานฟิสิกส์คือค่าที่พบจากการคูณโมดูลของแรงที่เคลื่อนที่ร่างกายด้วยระยะทางที่เคลื่อนที่ ในบทความเราจะพิจารณาโดยละเอียดเกี่ยวกับสถานการณ์ที่ร่างกายเคลื่อนไหวและไม่เคลื่อนไหว มาเรียนรู้สูตรงานและหน่วยวัดกัน
แรงที่กระทำต่อร่างกาย
ลองนึกภาพว่าเรามีเธรดที่ร่างถูกระงับ จากด้านข้างของเกลียว แรงยืดหยุ่นของเกลียวจะกระทำกับมัน สมมุติว่า F ร่างกายไม่นิ่ง สมมติว่าเราติดด้ายเข้ากับขาตั้งกล้อง จำเป็นต้องทำอะไรเพื่อรักษาสถานะนี้อย่างไม่มีกำหนดหรือไม่? เลขที่ แม้ว่าจะมีแรงที่กระทำต่อร่างกายแต่ก็ไม่เคลื่อนไหว
งานฟิสิกส์ - มันคืออะไร? ก่อนตอบคำถามนี้ ให้พิจารณาสถานการณ์ สมมุติว่าร่างกายกำลังเคลื่อนที่ แต่ไม่มีแรงกระทำต่อมัน ตัวอย่างเช่น หากเป็นลูกบอลในอวกาศอันไกลโพ้น ห่างไกลจากดวงดาวและกาแล็กซีทั้งหมด จากนั้นแรงดึงดูดของพวกเขาจะเล็กน้อย วาดไดอะแกรม
ร่างกายเคลื่อนตัวเป็นระยะทางหนึ่ง s แต่ไม่มีแรง (F=0). จำเป็นไหมดำเนินการใด ๆ เพื่อให้ร่างกายเคลื่อนไหว? เลขที่ สามารถคงสภาพนี้ไว้ได้ไม่มีกำหนด นี่คือการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอโดยไม่มีแรงกระทำต่อร่างกาย
บังคับผลิตงานเครื่องกล
และตอนนี้สถานการณ์ก็แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เราจะเลี้ยงลูกเดียวกัน แรงกระทำต่อมัน มันถูกนำไปใช้กับร่างกายจากด้านข้างของเชือก เราระบุปริมาณการเคลื่อนที่ของลูกบอลด้วยตัวอักษร s และแรง - F ลูกบอลจะลอยขึ้นเองหรือไม่? ไม่สิ บางอย่างต้องยกมันขึ้น ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ไฟฟ้าต้องทำงานที่ไหนสักแห่ง แต่เพื่อให้ทำงานได้ น้ำต้องตกลงมาจากเขื่อน ซึ่งนำไปสู่การหมุนของกังหันที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่ออยู่ พลังงานต้องส่งผ่านสายไฟไปยังเครื่องยนต์และต้องทำงานและยกน้ำหนัก นั่นคือการเคลื่อนไหวไม่สามารถรับรู้ได้ด้วยตัวเอง
นักฟิสิกส์บอกว่าในสองกรณีแรกแรงจะไม่ทำงาน ในกรณีที่สาม งานเสร็จเรียบร้อยแล้ว มันผลิตโดยอะไร? แรง F. ในวิชาฟิสิกส์ งานคือปริมาณ และถ้าเป็นเช่นนั้นก็สามารถเปลี่ยนขึ้นและลงได้ มันง่ายที่จะเดาว่าถ้าแรงเพิ่มขึ้นและร่างกายเคลื่อนที่เป็นระยะทางเท่ากัน การทำงานของแรงนี้จะยิ่งมากขึ้น จะเพิ่มความแข็งแกร่งได้อย่างไร? ตัวอย่างเช่น การรับบอลยากเป็นสองเท่า จากนั้นงานจะเพิ่มเป็นสองเท่า ดังนั้นงานที่ทำโดยแรงจึงเป็นสัดส่วนกับขนาดของแรง นี่คือกฎหมาย
สูตรงานเครื่องกล
ลองนึกภาพว่าเราต้องเลี้ยงลูกเดียวกัน ไม่ใช่ 50 ซม. แต่เพิ่ม 100 ซม.ทำงานเพื่อยกขึ้นก่อนถึงครึ่งแรกของระยะทางแล้วไปที่สอง แต่ละครั้ง งานเดียวกันจะทำเสร็จ แต่งานทั้งหมดจะมากเป็นสองเท่า ซึ่งหมายความว่างานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระยะทางที่ร่างกายเดินทาง ดังนั้นนักฟิสิกส์จึงตกลงที่จะแสดงค่าของ Fs ด้วยตัวอักษร A และเรียกมันว่างานของแรง นิพจน์ Fs จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงและการกระจัดของร่างกาย
A=Fs คือสูตรการทำงานฟิสิกส์ A คือค่าที่ต้องการของแรงที่ใช้กับร่างกาย และ s คือเส้นทางที่ร่างกายเดินทาง อย่างไรก็ตาม มีบางสถานการณ์ที่แรงถูกนำไปใช้กับร่างกาย แต่มันไม่เคลื่อนไหว ในกรณีที่สาม ร่างกายจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกับแรงที่กระทำ ดังนั้นจึงเป็นการถูกต้องกว่าที่จะบอกว่า s คือการเคลื่อนที่ของร่างกายไปในทิศทางของแรง มากำหนดนิยามกัน: งานในวิชาฟิสิกส์มีค่าเท่ากับผลคูณของโมดูลัสของแรงและการกระจัดของร่างกายในทิศทางของแรง
หน่วยวัด
มาดูการกำหนดสูตร A=Fs กัน [A]=Nm=J. N คือนิวตัน J คือจูล จะเข้าใจได้อย่างไรว่า 1 จูลคืออะไร? มาวาดแผนภาพแสดงแรงทำงานหนึ่งจูลกัน
รูปแสดงตำแหน่งเริ่มต้นและตำแหน่งสุดท้ายของร่างกาย เราย้ายมันไปที่ระยะ 1 ม. เมื่อเคลื่อนที่ แรงหนึ่งนิวตันถูกนำไปใช้กับร่างกาย A \u003d 1 N1 m \u003d 1 J นั่นคือหนึ่งจูลเป็นงานที่ทำโดยแรงหนึ่งนิวตันเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ในระยะ 1 เมตรในทิศทางของแรง
หนึ่งจูลเป็นงานเล็กน้อย ที่จะยกระดับน้ำหนัก 1 กก. ต่อ 10 ซม. คุณต้องทำงานใน 1 จูล ในการยกให้สูง 1 เมตร คุณต้องทำงาน 10 จูล ถ้าพูดถึงงานปั้นจั่น เครนยกได้หลายสิบเมตร ดังนั้นจึงใช้หน่วยวัดอื่นๆ ของงาน เช่น กิโลจูล เมกะจูล เป็นต้น 1 kJ=1,000 J, 1 MJ=10 ^ 6 J มอเตอร์กำหนดเข็มนาฬิกาให้เคลื่อนที่ มันทำงานได้น้อยกว่าหนึ่งจูล มีหน่วยวัดเป็นมิลลิจูล 1 mJ=0.001 J นอกจากนี้ยังมีไมโครจูล 1 μJ=110^-6 J.