Какие работы выполняются при то 2: ТО-2 автомобилей |

  • 22.03.1980

Содержание

Техническое обслуживание и ремонт полуприцепов в компании Тверьстроймаш

№ ппНаименование работВиды технического обслуживания
ТО №1ТО №2ТО №3ТО №4ТО №5ТО №6
Пробег, км2000
20000
400006000080000120000240000
Срок эксплуатации с даты ПТС, месяцев24681224
1. Контрольно-диагностические работы.
1.1 Состояние металлоконструкции, отсутствие отслоения краски, наличие трещин и деформаций + + + + + +
1.2 Работу механизма сдвижения-раздвижения грузовой платформы, пневматического фиксатора + + + + + +
1.
3
Состояние опорного устройства и работу механизма его подъема     + + + +
1.4 Колеса и шины (давление, износ протектора, повреждения) + + + + + +
1.5 Систему освещения (целостность элементов, крепление, работоспособность) + + + + + +
1.6 Работоспособность тормозной системы; равномерность хода тормозных рычагов, штоков тормозных камер и энергоаккумуляторов; соединения на герметичность; надежность крепления трубопроводов и воздушных ресиверов + + + + + +
1.7 Работоспособность стояночного тормоза + + + + + +
1. 8 Состояние амортизаторов и пневморессор + + + + + +
1.9 Подвеску и оси в соответствии с инструкцией производителя + + + + + +
1.10 Правильность расположения осей (отсутствие перекосов) +     + + +
1.11 Работу пневматической системы подвески + + + + + +
1.12 Работу механизма фиксации поворотных осей +
+
+ + + +
1.13 Работу подъемной оси (фиксация, состояние) + + + + + +
1. 14 Раздвижение грузовой платформы и механизм фиксации + + + + + +
1.15 Работоспособность и герметичность гидравлической системы, исправность гидростанции, состояние рукавов, уровень масла в баке + + + + + +
1.16 Состояние и работоспособность механизма подъема / опускания / фиксации трапов или аппарелей. Целостность конструкции. + + + + + +
1.17 Состояние и крепление гидроцилиндров подъема / опускания трапов + + + + + +
1.18 Сцепной шкворень (износ, фиксация) + + + + + +
1. 19 Состояние и работоспособность фитингов крепления контейнера + + + + + +
1.20 Состояние бортов (работоспособность, наличие повреждений) + + + + + +
1.21 Состояние каркаса и тента (наличие повреждений, деформированных и вырванных люверсов) + + + + + +
1.22 Состояние и работоспособность уширителей грузовой платформы + + + + + +
1.23 Состояние, крепление, выдвижение и фиксацию знаков «крупногабаритный груз», проблескового маячка + + + + + +
1. 24 Бак топливный (состояние, герметичность, надежность крепления) + + + + + +
1.25
Работу и состояния (электро / гидро) лебедки + + + + + +
1.26 Состояние крепежных приспособлений + + + + + +
1.27 Состояние и надежность крепления сцепной петли и дышла + + + + + +
1.28 Состояние поворотного круга подкатной тележки (работоспособность, отсутствие повреждений и трещин, фиксация резьбовых соединений) + + + + + +
1. 29 Состояние шарнира заднего откидного борта и шарнира крепления кузова (отсутствие повреждений, износ) (для ТС серии Tipper) + + + + + +
1.30 Состояние механизма запирания заднего борта на работоспособность и отсутствие повреждений (для ТС серии Tipper) + + + + + +
1.31 Состояние и работу механизма крепления гидроцилиндра подъема-опускания кузова (для ТС серии Tipper) + + + + + +
2. Регламентные работы:
2.1 Очистить фильтры сцепных головок + + + + + +
2.2 Бак топливный (слить жидкость, промыть)         + +
2.
3
Выполнить затяжку резьбовых соединений подвески и осей в соответствии с инструкцией производителя +   +   + +
2.4 Подтянуть гайки крепления опорного устройства, болты крепления шкворня в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС +   +   + +
2.5 Подтянуть гайки крепления поворотного круга в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + +   + + +
2.6 Подтянуть остальные резьбовые соединения соответствующим моментом затяжки в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2.7 Подтянуть болты шарнира крепления кузова в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС (для ТС серии Tipper) + + + + + +
2. 8 Смазать:
2.8.1 Опорное устройство в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС +       + +
2.8.2 Шкворень и накатной лист в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС +   +   + +
2.8.3 Поворотный круг в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2.8.4 Подвеску и оси в соответствии с инструкцией производителя + + + + + +
2.8.5 Механизм подъема (фиксации) оси в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2. 8.6 Оси трапов в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2.8.7 Нижний и верхний шарниры крепления стойки или гидроцилиндра трапа в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2.8.8 Фиксатор пневматический грузовой платформы в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2.8.9 Винтовые опоры в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС + + + + + +
2.8.10 Верхнее и нижнее крепления гидроцилиндра подъема-опускания кузова в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС (для ТС серии Tipper) + + + + + +
2. 8.11 Механизм запирания и шарнир крепления заднего борта, шарнир крепления кузова в соответствии с Руководством по эксплуатации ТС (для ТС серии Tipper) + + + + + +

Раздел 7 Техническое обслуживание машин

Читайте также

7.1. Техническое обслуживание

7.1. Техническое обслуживание 7.1.1. Техническое обслуживание для всех видов электрических машин, находящихся в эксплуатации, включает в себя операции нерегламентированного и регламентированного обслуживания.7.1.2. При ТО производятся следующие работы: мелкий ремонт, не

8.1. Техническое обслуживание

8.1. Техническое обслуживание При ТО электрических сетей проводятся следующие операции, предусмотренные ПТЭ и ППБ:ВЛ: обходы и осмотры ВЛ напряжением до 1000 В – ежемесячно; ВЛ напряжением более 1000 В – еженедельно в дневное и ночное время; внеочередные осмотры ВЛ

9.

1. Техническое обслуживание

9.1. Техническое обслуживание В зависимости от назначения электрических аппаратов при их ТО проводятся следующие работы: проверка соответствия аппаратов условиям эксплуатации и нагрузке, чистка аппаратов, проверка исправности подключенной к аппаратам электропроводки

14.1. Техническое обслуживание

14.1. Техническое обслуживание Согласно действующим правилам и нормам устанавливаются следующие виды планового ТО устройств РЗА: проверка при новом включении (наладка), первый профилактический контроль, профилактический контроль, профилактическое восстановление

15.1. Техническое обслуживание

15.1. Техническое обслуживание При ТО электросварочного оборудования проводятся следующие операции:сварочные трансформаторы: проверка отсутствия чрезмерного шума, нагрева обмоток, нагара на выводах, повреждений изоляции проводов, переключателя напряжений и другой

17.

1. Техническое обслуживание

17.1. Техническое обслуживание 17.1.1. Техническое обслуживание котельного оборудования предусматривает выполнение комплекса профилактических операций для обеспечения надежной и бесперебойной работы оборудования до очередного ремонта.17.1.2. Техническое обслуживание

18.1. Техническое обслуживание

18.1. Техническое обслуживание 18.1.1. Техническое обслуживание компрессорно-холодильного оборудования и насосов предусматривает производство следующих работ: контроль отсутствия посторонних шумов и стуков, ненормальных вибраций. Контроль температуры подшипников,

19.1. Техническое обслуживание

19.1. Техническое обслуживание 19.1.1. При ТО оборудования систем вентиляции и кондиционирования воздуха проводятся следующие виды работ: повседневный надзор за работой оборудования и плановые осмотры оборудования. 19.1.2. В порядке повседневного надзора проводятся следующие

20.1. Техническое обслуживание

20.1. Техническое обслуживание В объем ТО по видам трубопроводов входят следующие работы: внутренние трубопроводы: наружный осмотр трубопроводов для выявления неплотностей в сварных стыках и фланцевых соединениях и состояния теплоизоляции и антикоррозионного покрытия.

21.1. Техническое обслуживание

21.1. Техническое обслуживание При ТО водозаборных и водоочистных сооружений выполняются следующие работы: осмотр, проверка технического состояния, регулировка и подналадка. Подтяжка болтовых креплений. Очистка, смазка, устранение мелких дефектов, подкраска.

22.1. Техническое обслуживание

22.1. Техническое обслуживание Кроме общих операций ТО для соответствующего оборудования производятся следующие специфические работы и проверки:электролизеры: проверка отсутствия чрезмерного нагрева и окисления контактных соединений, трещин и сколов изоляторов,

7.

1. Техническое обслуживание

7.1. Техническое обслуживание 7.1.1. Типовая номенклатура операций ТО металлорежущего, деревообрабатывающего и кузнечно-прессового оборудования представлена в табл. 7.1.Таблица

8.1. Техническое обслуживание

8.1. Техническое обслуживание Техническое обслуживание электропечей, электропечных агрегатов и оборудования производится в соответствии с требованиями технической документации заводов-изготовителей в процессе нерегламентированного обслуживания.Перечень типовых

9.1. Техническое обслуживание

9.1. Техническое обслуживание 9.1.1. Техническое обслуживание дробильно-размольного оборудования производится в процессе его работы производственными рабочими при сдаче и приемке смен согласно инструкции по рабочему месту. Главным назначением ТО является обеспечение

10.

1. Техническое обслуживание

10.1. Техническое обслуживание 10.1.1. Операции ТО для всех типов электрических машин, являются подобными и выполняются, как правило, при регламентированном обслуживании.10.1.2. При ТО производятся следующие работы: мелкий ремонт, не требующий специальной остановки машины и

4.2. удельные нормы расхода этилового спирта на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт машин и оборудования

4.2. удельные нормы расхода этилового спирта на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт машин и оборудования 4.2.1. В подразделе приведены удельные нормы расхода этилового спирта на техническое обслуживание (ТО) и капитальный ремонт (КР) энерготехнологического

Документы-

 БУЛЬДОЗЕР Т-170 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Техническое обслуживание (ТО) Бульдозера заключается в периодической проверке, подтяж­ке, смазке и регулировании его механизмов.

Работы по техническому обслуживанию разделяются на:

—   выполняемые при подготовке нового Бульдозера к эксплуатации и после первых 50 моточа­сов эксплуатации нового трактора;

—   плановые ТО в период эксплуатации, выполняемые в зависимости от наработки;

—   выполняемые по потребности.

Работы, выполняемые по техническому обслуживанию нового Бульдозера и после первых 50 моточасов эксплуатации, проводятся единовременно.

Плановые ТО для Бульдозера установлены следующие: ЕТО — ежесменное техническое об­служивание, выполняемое через 10 моточасов, ТО-1 — через 50 моточасов, ТО-2 — через 250 моточасов, ТО-3 — через 1000 моточасов.

Сезонное техническое обслуживание при переходе к весенне-летнему периоду эксплуата­ции (ТО-ВЛ) проводится при установившейся температуре окружающего воздуха выше 5 °С.

При переходе к осенне-зимнему периоду эксплуатации с установившейся температурой ок­ружающего воздуха ниже 5 °С проводится ТО-ОЗ.

Выполнение сезонного технического обслуживания может быть приурочено к одному из ТО.

Работы, выполняемые по потребности, проводятся в зависимости от показаний контроль­ных приборов, сигнализаторов и объективных признаков технического состояния. Выполнение этих работ производится, как правило, при ежесменном ТО.

При эксплуатации Бульдозера в специфических условиях (повышенная запыленность, каме­нистые и болотистые почвы, низкие температуры, высокогорье) техническое обслуживание до­полняется (уточняется) соответствующим подразделом.

Не допускается работа Бульдозера без выполнения технического обслуживания в полном объеме и с заданной периодичностью.

Допускается в зависимости от условий эксплуатации отклонение от установленной перио­дичности проведения ТО-1, ТО-2 — 10%, ТО-3 — 5%.

ЕТО, ТО-1 и ТО-2 могут выполняться на месте работы Бульдозера с выездом его на площад­ку, обеспечивающую соблюдение надлежащей чистоты и безопасную в пожарном отношении.

ТО-3, ТО-ВЛ и ТО-ОЗ выполняются в закрытом помещении или в местах, защищающих Бульдозер от осадков и пыли.

Работы по техническому обслуживанию выполняются на очищенном и промытом Бульдозере. По окончании мойки детали, узлы и агрегаты необходимо обдуть сжатым воздухом или насухо протереть.

Операции промывки, слива масла (топлива, антифриза), заправки систем Бульдозера горюче­смазочными материалами должны производиться аккуратно, не загрязняя территории (площад­ки), на которой проводится ТО.

При сливе отработанных масел из систем и сборочных единиц Бульдозера следует применять емкости (ведро, ванна и т. п.), исключающие попадание масла на землю и обеспечивающие его слив в полном объеме.

Использованный обтирочный материал после окончания работы необходимо собрать и по­местить в специально отведенном месте.

Отработанное масло слить в емкости, предназначенные для сбора отработанного масла с последующей сдачей его на регенерацию.

Дизельное топливо, керосин, бензин, применяемые для промывки деталей, не выливать, а, не смешивая их, влить в специально отведенные тары для отстоя, после чего их можно исполь­зовать повторно.

Операции по подтяжке крепежа с заданной величиной момента должны производиться ди­намометрическими ключами.

7.2. РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ ОБСЛУЖИВАНИЮ ПРИ ПОДГОТОВКЕ НОВОГО БУЛЬДОЗЕРА К ЭКСПЛУАТАЦИИ

При подготовке Бульдозера к первому выезду:

—   проверить комплектность и установить детали, снятые с трактора;

—   расконсервировать наружные поверхности, покрытые защитной смазкой и снять парафи­нированную бумагу со сборочных единиц трактора, обернутых при консервации.

Проверить уровень и, при необходимости, долить масло:

—   в картер дизеля;

—   в картер пускового двигателя;

—   в бак гидросистемы. Заправить:

—   топливный бак Бульдозера — дизельным топливом;

—   топливный бак пускового двигателя — бензином;

—   систему охлаждения — охлаждающей жидкостью.

Установить и подключить к электросети Бульдозера аккумуляторные батареи, подготовленные для работы.

Проверить внешним осмотром надежность крепления составных частей трактора, а также отсутствие утечек топлива, масла, охлаждающей жидкости и, при необходимости, подтянуть крепления и устранить подтекания.

Расчет количества работы, выполненной силами

В предыдущей части Урока 1 работа описывалась как происходящая, когда на объект действует сила, вызывающая перемещение. Когда действует сила, вызывающая перемещение объекта, для вычисления работы необходимо знать три величины. Этими тремя величинами являются сила, смещение и угол между силой и смещением. Затем работа рассчитывается как сила • перемещение • косинус (тета), где тета — угол между векторами силы и смещения.В этой части Урока 1 концепции и математика работы будут применяться для анализа различных физических ситуаций.

 

 

Проверьте свое понимание

Выразите свое понимание концепции и математики работы, ответив на следующие вопросы. Когда закончите, нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Примените уравнение работы, чтобы определить количество работы, выполненной приложенной силой в каждой из трех ситуаций, описанных ниже.

 

 

2. Во многих случаях на объект действует более одной силы. Диаграмма свободного тела — это диаграмма, которая изображает тип и направление всех сил, действующих на объект. Следующие описания и сопровождающие их диаграммы свободного тела показывают силы, действующие на объект. Для каждого случая укажите, какие силы совершают работу над объектом. Затем вычислить работу этих сил.

 

Свободное тело

Схема

Силы, выполняющие работу

на Объект

Объем выполненной работы

Каждая сила

Сила 10 Н толкает брусок по поверхности, свободной от трения, с перемещением 5.0 м вправо.

Сила трения 10 Н замедляет движущийся блок до полной остановки после перемещения вправо на 5,0 м.

Сила 10 Н приложена, чтобы толкнуть брусок по поверхности трения с постоянной скоростью для смещения 5.0 м вправо.

Объект массой около 2 кг скользит с постоянной скоростью по поверхности без трения, перемещаясь вправо на 5 м.

Объект массой около 2 кг тянет вверх с постоянной скоростью под действием силы 20 Н при вертикальном перемещении 5 м.

 

3. Перед началом спуска автомобиль на американских горках всегда поднимается по первому холму на большую начальную высоту. На автомобиле выполняется работа (обычно цепью) для достижения этой начальной высоты. Разработчик каботажных судов рассматривает три различных угла наклона, при которых 2000-килограммовый автопоезд должен тянуться к вершине 60-метрового холма.В каждом случае сила, приложенная к автомобилю, будет приложена параллельно холму. Ее критический вопрос: какой угол потребует наибольшей работы? Проанализируйте данные, определите работу, проделанную в каждом случае, и ответьте на этот важный вопрос.

  Угол Сила Расстояние Работа (J)

а.

35 градусов 1,12 x 10 4 Н 105 м

б.

45 градусов 1,39 x 10 4 Н 84,9 м  

с.

55 градусов 1,61 x 10 4 Н 73,2 м  

 

 

4. Бен Травлун несет чемодан с усилием 200 Н на три лестничных пролета (высота 10,0 м), а затем толкает его с горизонтальной силой 50,0 Н с постоянной скоростью 0,5 м/с на расстояние 35 по горизонтали.0 метров. Сколько работы Бен проделывает со своим чемоданом во время всего этого движения ?


5. На брусок действует сила 50 Н под углом, показанным на схеме. Блок перемещается по горизонтали на расстояние 3,0 м. Какую работу совершает приложенная сила?

 

 

6. Какую работу совершает приложенная сила, чтобы поднять блок массой 15 ньютонов 3.0 метров по вертикали с постоянной скоростью?

 


7. Студент массой 80,0 кг преодолевает три лестничных пролета за 12,0 сек. Студент прошел вертикальную дистанцию ​​8,0 м. Определить работу, которую совершил студент, чтобы поднять свое тело на эту высоту. Предположим, что его скорость постоянна.

 


8.Рассчитайте работу, совершаемую силой 2,0 Н (направленной под углом 30° к вертикали) для перемещения 500-граммовой коробки на расстояние 400 см по горизонтали по шероховатому полу с постоянной скоростью 0,5 м/с. (СОВЕТ: будьте осторожны с юнитами.)

 


9. Уставшая белка (масса 1 кг) отжимается, прилагая силу, поднимающую ее центр масс на 5 см.Оцените количество отжиманий, которое должна сделать уставшая белка, чтобы совершить работу примерно в 5,0 Дж.

 

Мы хотели бы предложить… Иногда недостаточно просто прочитать об этом. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашей Интерактивной программы It’s All Uphill Interactive.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Интерактивное приложение It’s All Uphill позволяет учащимся изучить влияние угла наклона на силу и работу, выполняемую при подъеме тележки в гору с постоянной скоростью.

Выполненная работа – определение, формула, примеры и важные часто задаваемые вопросы

В повседневной жизни мы наблюдаем различные виды работы, начиная с пробуждения и заканчивая толканием газонного катка и так далее.Вы замечаете что-то во всей работе, которую делаете ежедневно? Кроме того, есть ли что-то, что нам нужно сделать для выполнения какой-либо работы? Что ж, нужна сила. Чтобы определить, если мы толкаем коробку на некоторое расстояние «d», применяя силу «F», мы совершаем некоторую работу, и умножение Силы на «d» — это проделанная работа.

Следовательно, для каждой работы, которую мы делаем, нам нужна сила или работа выполняется, когда сила что-то двигает.

Работа по физике

Когда мы толкаем блок с некоторой силой F, тело движется с некоторым ускорением или, кроме того, его скорость возрастает или падает в зависимости от направления силы.По мере увеличения или уменьшения скорости кинетическая энергия системы изменяется. Мы знаем, что энергия не может быть ни сформирована, ни разрушена, поэтому энергия должна быть преобразована в какую-то другую форму. В этой позиции это называется выполненной работой. Энергия уменьшается, когда завершается отрицательная энергия, и энергия увеличивается, когда завершается положительная работа. Теперь мы поймем, как определить выполненную работу.

Определение выполненной работы

Совершенная работа определяется таким образом, что она включает в себя как силы, действующие на тело, так и полное перемещение тела.

Этому блоку предшествует постоянная сила F. Цель этой силы — переместить тело на определенное расстояние d по прямой траектории в направлении действия силы.

(Изображение скоро будет загружено)

Теперь давайте проделаем вывод.

Какая работа совершается для движения блока?

Рассмотрим блок, расположенный на горизонтальной поверхности без трения. На этот брусок действует постоянная сила F. Цель этой силы состоит в том, чтобы переместить тело на определенное расстояние по прямой траектории в направлении действия силы.

Теперь полная работа, выполненная этой силой, равна произведению величины приложенной силы на расстояние, пройденное телом. С научной точки зрения формула выполненной работы будет выглядеть так:

W = F * d

В этом случае сила, действующая на блок, постоянна, но направление силы и направление перемещения под действием этой силы различны. Здесь сила F реагирует под углом θ на перемещение d.

W = (|F| cosθ) |d|

Мы знаем, что выполненная работа определяется как произведение величины смещения d и составляющей силы, направленной в направлении смещения.{2})\] ……..(1)

Мы знаем, что согласно третьему уравнению движения: v2 — u2= 2as …..(2)

Подставляя уравнение (2) в (1), получаем:

\[W=\frac{1}{2}m(2as)\]

\[W=m\times a \times s\]

Из уравнения второго закона Ньютона мы знаем, что F = ma (подставляя теперь о Ф).

\[W=F.s\]

Поскольку К.Е. это работа, совершаемая силой «F», поэтому W = F.s 

Работа, совершаемая системой

При описании работы мы подчеркиваем, что система не воздействует на свое окружение.

Таким образом, мы выражаем работу как положительную, когда система прилагает какое-либо усилие к окружающей среде (т. е. энергия покидает систему). Работа отрицательна, если над системой совершается работа (т. е. энергия, добавленная к системе).

(Изображение будет загружено в ближайшее время)

Виды выполненной работы

  • Положительная работа: Если сила перемещает объект в его направлении, то выполненная работа является положительной. Примером выполненной работы такого типа является движение мяча, падающего на землю, где смещение мяча происходит в направлении силы тяжести.

Например, когда мяч брошен вверх, смещение будет направлено вверх; однако сила гравитации земли будет направлена ​​вниз.

 

Например, когда мы сильно упираемся в стену, сила, которую мы прикладываем к стене, не работает, потому что в этом случае смещение стены равно d = 0.

 

Выполненная работа и энергия Отношение

Чтобы переместить объект, ему нужно передать энергию.Передача энергии может осуществляться методом силы. Это количество энергии, переданное силой для перемещения объекта, называется выполненной работой. Следовательно, отношение между Работой и Энергией связано напрямую.

(Изображение скоро будет загружено)

Мы пришли к выводу, что работа и энергия прямо пропорциональны друг другу. Работа, совершаемая объектом, может быть научно выражена следующим образом:

                    W  = \[\frac{1}{2}\]mvf2   —  \[\frac{1}{2}\]mui2

Где,

m = масса объекта измеряется в килограммах.

Вт = работа, совершаемая объектом, измеряемая в джоулях.

vf = конечная скорость объекта, измеренная в м/с.

vi = начальная скорость объекта, измеренная в м/с.

Следовательно, принцип работы-энергии утверждает, что:

Суммарная работа всех сил, действующих на частицу, или работа равнодействующей силы F (в нижнем индексе равнодействующая) эквивалентна изменению кинетической энергии частицы .

Что такое формула работы? Примеры

Формула работы используется для расчета работы.Прежде чем мы выучим формулу, давайте вспомним, что означает работа. Говорят, что работа совершается, когда мы прикладываем силу к объекту, и объект испытывает перемещение. Если перемещение в направлении действия силы равно нулю, то совершенная работа равна нулю. Формула работы используется для расчета работы, совершаемой при перемещении объекта. Давайте узнаем больше о формуле для работы вместе с решенными примерами в следующем разделе.

Что такое формула работы?

Формула работы используется для расчета работы, затраченной на перемещение любого объекта.Работа есть произведение приложенной силы и перемещения в направлении действия силы. Работа есть скалярное произведение двух векторов: силы и перемещения. Таким образом, работа является скалярной величиной. Единицей работы в системе СИ является Джоуль (Дж).

Рабочая формула

Формула для работы может быть выражена как 

.

Ш = Ф.д

Вт = (Fcos θ)d

Где,

  • Вт = выполненная работа
  • F = Величина приложенной силы
  • d = Величина смещения в направлении действия силы.
  • θ = угол между векторами: силы и перемещения

Единицей работы в системе СИ является Джоуль (Дж). Если совершить работу в 1 джоуль, то формула работы будет следующей: 1 Дж = 1 Н·м

.

Вывод формулы работы

Рассмотрим блок, помещенный на горизонтальном полу без трения, на который действует постоянная сила F, благодаря которой этот блок перемещается на расстояние d по прямой в направлении силы.

В общем случае работа силы F равна изменению кинетической энергии

W = (1/2)mv — (1/2) mu 2 = 1/2m(v 2 -u 2 )

Применение v 2 -u 2 = 2as

Вт = (1/2)м(2ас)

Вт =

мас.

Так как F = ma (второй закон Ньютона), то W = Fs.(s=d=смещение)

Теперь, если эффективная составляющая силы вдоль направления перемещения равна Fcosθ и отвечает за перемещение любого объекта в заданном направлении, то работа, совершаемая силой F при перемещении тела на перемещение d, равна W=(|F| cosθ)|d|

Хотите найти сложные математические решения за считанные секунды?

Воспользуйтесь нашим бесплатным онлайн-калькулятором, чтобы решить сложные вопросы. С Cuemath находите решения простыми и легкими шагами.

Забронируйте бесплатный пробный урок

Примеры использования формулы для работы

Пример 1: 10 Ньютон Сила, приложенная к телу, перемещает его на 2 метра. Вычислите работу, выполненную по формуле работы.
Решение: 

Чтобы найти: Работа выполнена

Дано: Сила (F) = 10 Н

Водоизмещение (d) = 2 м

Использование формулы для работы,

Вт = F.d

= (10)(2)

= 20 Нм

Ответ: Работа в 20 Нм совершается, когда сила в 10 Ньютонов перемещает тело на 2 метра.

Пример 2:  Кули на вокзале несет сумку массой 100 Н на некоторое расстояние. Вычислите работу, которую совершает кули над сумкой, используя формулу работы.
Решение: 

Найти работу, выполненную кули.

Дано: Вес мешка = 100 Н

Кроме того, вес мешка будет действовать в вертикальном направлении, а его движение будет происходить в горизонтальном направлении. Значит, смещение мешка в направлении действия силы (веса) равно нулю.

д = 0

Использование формулы для работы,

Вт = F.d

= (100)(0)

= 0 Дж

Ответ: Работа кули над сумкой равна нулю.

Пример 3: Рассчитайте работу, выполненную силой при перемещении объекта на расстояние 7 м, если объект протаскивается горизонтально по поверхности под действием силы 150 Н, действующей параллельно поверхности.
Решение: 

Найти: Работа силы при перемещении тела на расстояние 7 м

Дано: F = 150 Н, d = 7 м

Так как F и d находятся в одном направлении,

θ = 0, [θ — угол силы к направлению движения]

Вт = F × Cos θ × d

= 150×7×Cos 0

= 1050 Дж [Поскольку Cos 0 = 1]

Ответ: Работа, совершаемая силой при перемещении тела, равна 800 Дж.

Часто задаваемые вопросы о формуле для работы

Что такое формула работы?

Формула работы определяется как формула для расчета работы, выполненной при перемещении объекта. Совершенная работа равна произведению величины приложенной силы на расстояние, которое тело перемещает из своего начального положения в конечное. Математически проделанная работа Формула задается как W = Fd 

.

Какие существуют версии формулы работы?

Математически понятие проделанной работы W равно силе f, умноженной на расстояние (d), то есть W = f.d и если сила приложена под углом θ к смещению, то выполненная работа рассчитывается как W = f . д потому что θ.

Каковы применения формулы работы?

Формула работы имеет множество применений, например, для вычисления проделанной работы, силы или перемещения в любой задаче.

Что такое d в формуле работы?

В формуле работы W = F. d, d — это смещение, на сколько предмет сместился со своего начального места.

Вычислительная работа — Физика средней школы

Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже.Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
Сент-Луис, Миссури 63105

Или заполните форму ниже:

 

Работа – Гиперучебник по физике

Обсуждение

что такое работа?

Целевой аудиторией этой книги являются люди с некоторым уровнем образования.Это не детская книга; и под детьми я не подразумеваю противоположность взрослых. Я считаю подростков (или подростков, если хотите) протовзрослыми. Если это относится к вам, то у вас есть формальное научное образование (хорошее, плохое или некрасивое). В какой-то момент вы должны были познакомиться с понятием энергии. Если нет, то прекратите читать это и найдите себе образование (или хотя бы жизненный опыт).

Те из вас, у кого есть хоть какое-то формальное образование, вероятно, в какой-то момент своей жизни получали урок энергии.Если это так, то весьма вероятно, что вам дали определение энергии как «способность выполнять работу». Если вы были хорошим учеником или просто хотели доставить удовольствие своему учителю, вы, вероятно, услышали это и сказали себе: «Хорошо, энергия — это способность выполнять работу». Если бы вы были действительно хорошим учеником с желанием учиться или действительно плохим учеником с желанием указать на интеллектуальные недостатки вашего учителя, вы должны были задать следующий логический вопрос. Что такое работа?

Надеюсь, вам дали правильный ответ, но шансов пятьдесят на пятьдесят, что вы проигнорировали.Не потому, что правильный ответ так трудно узнать, а скорее потому, что правильный ответ так трудно объяснить или, по крайней мере, трудно объяснить так, чтобы его можно было быстро понять. Я думаю, что в основном это связано с тем, что слово «работа» имеет два значения: обыденное, бытовое и техническое, физическое.

Технически, работа — это произведение сила-перемещение (для тех из вас, кто предпочитает алгебру)

Вт  =  Ж с  cos θ

или интеграл силы-перемещения (для тех из вас, кто предпочитает исчисление).

Я понимаю, что для многих из вас это бессмысленное определение. Так много слов и так мало сказано, не так ли? На самом деле, совсем наоборот. Это определение настолько компактно, что похоже на поэзию. Он говорит как можно больше, используя как можно меньше слов. Он настолько компактен, что объяснение его на обычном языке приводит к тому, что полдюжины слов технического определения расширяются почти до сотни слов так называемого «естественного языка». Позвольте мне объяснить, что такое работа, через серию мысленных образов. Всякий раз, когда приводится пример, помните, что работа совершается всякий раз, когда сила вызывает перемещение.

Представьте, что учитель физики стоит неподвижно перед классом учеников. Поскольку он не прилагает никаких сил, которые могли бы сместить что-либо за пределы его тела, он не совершает никакой работы. Очевидно. Но выполнение этого в течение любого промежутка времени, безусловно, истощит его энергию, как если бы он весь день таскал бумаги по столу (пример, где сила приводит к смещению ). Конечно, теперь вы могли бы убедить его, что его определение работы должно быть неправильным. Может быть, учитель поменьше и сдался бы под давлением, но только не учитель физики.

Безусловно, учитель физики или любой другой человек, стоящий на уровне , выполняет работу, но выполняемую работу не так легко увидеть. Внутри тела сердце перекачивает кровь, пищеварительная система перемалывает завтрак, рецепторы проводят молекулы через клеточные мембраны. Мы работаем, даже когда спим. Силы, вызывающие смещения, происходят повсюду под нашей кожей. Человеческое тело — занятое место.

Если система в целом воздействует на окружающую среду с силой и происходит перемещение, совершаемая работа называется внешней работой .Учитель физики, толкая бумаги через стол, выполняет внешнюю работу. Учитель физики, стоящий неподвижно, не выполняет никакой существенной внешней работы.

Если часть системы воздействует на другую часть той же системы и происходит смещение, то совершаемая работа называется внутренней работой . Учитель физики, глубоко задумавшись или лежа в коме, занимается внутренней работой. (Дополнительный балл, если вы можете определить разницу между ними.) Учитель физики, делающий что-либо — или ничего в этом отношении — выполняет внутреннюю работу.Умерший учитель физики не выполняет никакой работы, ни внутренней, ни внешней. В механике, когда мы говорим, что работа выполнена, мы часто имеем в виду внешнюю работу.

Теперь, когда мы решили, что учитель, стоящий на месте, не выполняет никакой работы, давайте представим учителя, который движется и спросит, была ли работа выполнена. Хм, ну, в любое время, когда руки и ноги двигаются, ситуация умеренно сложная. Это затрудняет определение того, что именно в движении связано с работой, а что нет. Нам нужно еще немного упростить вещи.Дайте учителю книгу (например, учебник по физике) и попросите его перемещать книгу несколькими простыми способами. Теперь возникает вопрос: «Выполнял ли учитель какую-либо работу над книгой ?» Это намного уже, чем спрашивать, выполнял ли учитель какую-либо работу, а значит, на него легче ответить, и он лучше подходит для ознакомления с концепцией.

Для учителя, держащего книгу, или любой другой системы, если на то пошло, работа совершается всякий раз, когда сила приводит к смещению. Рассмотрим следующие шесть примеров, представленных по три за раз.

Над учебником не совершается никакой работы, когда его держат в состоянии покоя. Над учебником совершается положительная работа, когда его поднимают вертикально с постоянной скоростью. Над учебником также совершается положительная работа, когда его поднимают по диагонали с постоянной скоростью.

Первый пример имеет очевидный смысл. Если держать книгу, не двигая ее, это, безусловно, приведет к тому, что над книгой не будет выполнено никакой работы. Замените учителя столом или полом. Книга лежит на полу. Какую работу выполняет пол? Ничего никуда не денется.Ничего не происходит. Ничего не делается — даже работы.

Второй и третий примеры тоже имеют смысл. Учитель толкает книгу, и она движется. Сила привела к смещению. Работа была сделана. Это согласуется с нашим повседневным представлением о работе. Все в порядке с миром.

Давайте рассмотрим еще три примера.

Над учебником не совершается никакой работы, когда его несут горизонтально с постоянной скоростью. Отрицательная работа совершается над учебником, когда его опускают по диагонали с постоянной скоростью.Отрицательная работа совершается и над учебником, когда его опускают вертикально с постоянной скоростью.

Первый в этом наборе надоедает. Это нелогично. По сути, это говорит о том, что перенос книги по ровной поверхности не совершается. Это настолько очевидно глупо, что должно быть неправильно, верно? Неправильно! Это правильно. (Вы должны прочитать этот последний бит как внутренний диалог, чтобы он имел смысл.) Работа выполняется над объектом всякий раз, когда сила вызывает смещение. В этом примере приложенная сила вертикальна, а смещение горизонтально.Как вертикальная сила влияет на горизонтальное движение? Короткий ответ: «Нет».

Вертикальные силы влияют на вертикальное движение. Горизонтальные силы влияют на горизонтальное движение. Когда движение и сила параллельны, жизнь проста. Когда движение и сила , а не параллельны, жизнь , а не проста. Ангелы уходят, и демоны берут верх. И под демонами я подразумеваю векторы — в частности, векторные компоненты. Работа совершается всякий раз, когда сила или составляющая силы приводят к смещению.Никакая составляющая силы не действует в направлении движения, когда книга движется горизонтально с постоянной скоростью. Сила и перемещение независимы. Никакая работа не выполняется рукой над книгой.

Взгляните на последние два примера в этом наборе из шести. Здесь мы видим негативную работу. Учитывая то, что я сказал о компонентах, это может иметь для вас смысл, а может и нет. Еще раз, когда сила и перемещение параллельны, жизнь проста.

Приложить силу → Переместить объект → Выполнить работу

Когда сила не совсем параллельна смещению, это похоже на то, что для выполнения работы используется меньшая сила.

Прикладывать меньше усилий → Делать меньше работы

Это тоже довольно просто. Когда угол между силой и перемещением достигает 90°, составляющая силы, параллельная перемещению, уменьшается до нуля.

Не применять силу → Не работать

Хорошо, сначала это казалось нелогичным, но теперь это имеет смысл.

Чем дальше два вектора удаляются от параллели, тем меньше работы выполняется. Расширьте угол за пределы 90°. Сила и перемещение начинают указывать в противоположных направлениях.При 90° работа не совершалась. За пределами 90 ° работа не должна выполняться. Это негативная работа.

Применять меньше, чем не применять силу → Делать меньше, чем не работать

Есть еще одна причина заниматься негативной работой. Знак работы указывает направление изменения. Отрицательный знак указывает на потерю чего-либо. В случае опускания книги это означает понижение ее способности совершать работу — понижение ее энергии.

Следуйте этой линии рассуждений. Поднятие книги требует труда.Поднятие книги повышает ее энергию. Теперь я могу использовать энергию, хранящуюся в книге, для выполнения работы — и под «работой» я подразумеваю физический труд, а не обучение американской молодежи. Я могу забивать ею всякое — грецкие орехи, насекомых, квадратные колышки в круглые отверстия. Я делаю эту работу, опуская книгу. Это также снижает его энергию. Он больше не может работать, как только возвращается на стол. Поднятие книги работает над этим. Его опускание отменяет работу над ним. С точки зрения работы или энергии книга вернулась в исходное состояние.Численно положительная работа, проделанная для его повышения, была аннулирована отрицательной работой, проделанной для его опускания, что привело к нулевой работе, выполненной в целом над книгой . (С разбитым грецким орехом, насекомым или квадратным штифтом ситуация иная.)

алгебра

Работа совершается всякий раз, когда сила приводит к смещению. При прочих равных условиях приложение большей силы должно привести к выполнению большей работы. Точно так же приложение заданной силы на большее расстояние должно привести к выполнению большей работы.И, как мы обсуждали в дюжине или около того абзацев, предшествующих этому, составляющая силы, параллельная смещению, имеет значение. Работа прямо пропорциональна первым двум факторам: силе и перемещению. Направление обрабатывается функцией косинуса. Косинус максимален, когда угол равен нулю (угол между двумя векторами, указывающими в одном направлении, равен нулю), равен нулю при девяноста градусах (силы, перпендикулярные смещению, не работают) и отрицателен для тупых углов (силы, действующие против смещения, отменяют работу). .

Работа лучше всего определяется уравнением. Вот одна из распространенных версий…

Вт  =  Ж с  cos θ

где…

Вт  =  проделанная работа
F  =  среднее прилагаемое усилие
с  =  смещение, вызванное силой
θ = угол силы-перемещения

Это уравнение предполагает, что сила постоянна как по величине, так и по направлению относительно смещения в любое время.Для многих задач это предположение разумно, поэтому оно и написано здесь.

исчисление

Для тех случаев, когда изменения в величине или направлении значительны, мы вводим наше знакомое исчисление. При некотором конечном перемещении сила может изменяться по величине и направлению. При меньшем водоизмещении он наверняка будет меняться меньше. Разрежьте смещение на серию небольших смещений, вычислите работу, проделанную на каждом шаге, и сложите результаты вместе. Для достижения наилучших результатов пусть шаги приближаются к бесконечно малому размеру.

Пока мы здесь, давайте также заменим функцию косинуса более компактной записью скалярного произведения. Существует два способа умножения векторов — скалярное произведение  · и перекрестное произведение  × . Скалярный продукт — это скалярное произведение, которое увеличивается с увеличением сходства направлений. Функция триггера, которая делает это, является косинусом. Перекрестное произведение — это векторное произведение, которое увеличивается с увеличением перпендикулярности и указывает на плоскость, содержащую два вектора.Триггерная функция, которая делает это, является синусом. Поскольку ранее мы определили косинус как правильную функцию, мы будем использовать скалярное произведение.

В пределе конечное ∆ с становится бесконечно малым d с , а конечное ∑ становится бесконечным ∫. Конечная сумма конечных величин всегда конечна. Бесконечный интеграл бесконечно малых дифференциалов также может быть конечным. Магия исчисления в том, что последнее вообще может быть истинным.

Работа лучше всего определяется уравнением.Вот еще одна распространенная версия…

Это уравнение является примером интеграла по траекториям (или интеграла по линиям ). Когда большинство студентов знакомятся с интегрированием, им говорят, что интегрирование — это способ найти площадь под кривой. Это делается путем математического разделения кривой на бесконечно малые сегменты одинаковой ширины, измерения площади прямоугольной полосы, которая помещается между каждым сегментом кривой и горизонтальной осью, а затем сложения площадей сегментов вместе.В этом нет ничего плохого в качестве введения в интеграцию, но иногда студенты застревают на представлении о том, что интеграция — это просто «нахождение области». Интеграция на самом деле заключается в соединении частей в единое целое. Это основное значение слова в английском языке и основное значение слова в исчислении. Интегрирование можно использовать для нахождения площади под кривой (я буду называть это традиционным интегралом ), но его также можно использовать для нахождения количества некоторой величины, накопленной на пути (интеграл по пути ), чтобы найти количество некоторого количества, захваченного поверхностью ( поверхностный интеграл ), или количество некоторого количества, содержащегося в объеме ( объемный интеграл ).

Единицы

Единицей работы в системе СИ является джоуля .

[Дж = Н·м = кг·м 2 2 ]

Работу и энергию можно выразить в одних и тех же единицах. К сожалению, помимо джоуля существует множество единиц измерения энергии. (Это обсуждается в другом разделе этой книги.) Наиболее распространенными в США в начале 21 века, вероятно, являются калории (диета и питание), БТЕ (отопление и охлаждение), киловатт-час (счета за электроэнергию), терм ( счета за природный газ), квад (макроэкономика), тонна тротила (ядерное оружие), эрг (пожилые ученые) и фут-фунт (пожилые инженеры).Первые два в этом списке, калория и БТЕ, были впервые введены учеными 19-го века, изучающими калориметрию. (Французы дали нам калорию, а англичане дали нам британскую тепловую единицу или БТЕ.) Последняя единица в списке, футо-фунт, была введена учеными 19-го века, изучающими механику. В 19 веке калориметрия и механика были отдельными дисциплинами. Калориметрия – это исследование тепла. Механика изучает движение и силы. Ученый джентльмен (а в то время это обычно были мужчины) мог изучить и то, и другое, но он, вероятно, не связывал их каким-либо существенным образом.То есть, если только его имя не Джоуль.

Джеймс Джоуль (1818–1889) был богатым английским пивоваром, который занимался различными аспектами науки и экономики. Иногда эти попытки пересекались. Он изобрел футо-фунт как единицу работы — фут был единицей перемещения, а фунт — единицей силы. Это позволило ему количественно сравнить «экономичность» различных механических систем. В то время основным источником промышленной мощи были паровые двигатели, работающие на угле, но тогда на горизонте высоких технологий появилось электричество.Джоуль понял, что механическая работа, теплота и электрическая энергия каким-то образом взаимопреобразовываются. Тепло может совершать работу. Работа может производить тепло. Работа может произвести электричество, Электричество может произвести работу, Электричество может произвести тепло. Тепло может производить электричество. Энергия — универсальный актер.

Вероятно, самым известным экспериментом в

Дж является определение механического эквивалента тепла (надеюсь, он будет обсуждаться более подробно в других частях этой книги). Тепло измерялось в британских тепловых единицах (по крайней мере, британцами), а работа измерялась в футо-фунтах (которые изобрел Джоуль).Джоуль установил, что одна британская тепловая единица эквивалентна примерно 770 фут-фунтам механической работы, что очень близко к сегодняшнему значению 778 фут-фунтов/БТЕ. Этот результат был важен для осознания того, что, несмотря на существование во многих формах, энергия — это одно.

Международная система единиц, которая стала господствовать в научном мире в середине 20-го века, имеет французское происхождение. В этой гораздо более логичной системе не было места фут-фунтам и британским тепловым единицам.12 дюймов в футе. 16 унций в фунте. 128 унций в галлоне в США и кто знает сколько в Великобритании. Математика была слишком сложной. Parlez-vous les unités métriques ? SI был французским по происхождению, но интернациональным по своей природе. Когда раздался призыв назвать единицу энергии, ответ был громким: джоулей! Отпущение грехов!

Несколько замечаний по юнитам.

  • Джоуль эквивалентен ньютон-метрам , но его никогда не следует называть таковым.Эта единица зарезервирована для крутящего момента. Крутящий момент также является произведением силы на перемещение, но другого рода. Крутящий момент максимизируется, когда сила и перемещение перпендикулярны, что означает, что он использует синус вместо косинуса для согласования направления (или для более продвинутых читателей он использует векторное произведение вместо скалярного). Крутящий момент не измеряется в джоулях, а работа никогда не должна измеряться в ньютон-метрах.
  • Гауссовой единицей работы является эрг [эрг = дина см = г см 2 2 ].10 000 000 эрг = 1 джоуль. Слово «эрг» происходит от классического греческого слова «работа»: εργον ( ergon ). ERG также было названием спортивного напитка, появившегося в США в конце 1960-х или начале 1970-х годов. ERG расшифровывается как «замена электролита глюкозой».
  • Англо-американской единицей работы является фут-фунта (когда фунт является единицей силы) или фут-фунталя (когда фунт является единицей массы). Первое встречается чаще, чем второе. Путаницы с единицами крутящего момента можно избежать, поменяв порядок.Англо-американской единицей крутящего момента является фунт-фут или фунт-фут, в зависимости от вашего определения фунта. Опять же, первое встречается чаще, чем второе. Джеймс Джоуль изобрел фут-фунт.

консервативные и неконсервативные силы

текст

Положительная работа совершается при толкании учебника вправо по ровной столешнице с постоянной скоростью. Положительная работа совершается также при толкании учебника влево по ровной столешнице с постоянной скоростью.

текст

Над учебником совершается положительная работа, когда его поднимают вертикально с постоянной скоростью. Отрицательная работа совершается над учебником, когда его опускают вертикально с постоянной скоростью.

текст

теорема об энергии работы

текст

З  = ∆ В

  • работа вызывает изменение энергии
  • работа переводит энергию из одной системы в другую

Условные обозначения:

  • Когда система работает в своей среде, W  < 0; то есть полная энергия системы уменьшается.Работа выполняется на системе.
  • Если среда работает в системе, W  > 0; то есть полная энергия системы увеличивается. Работа выполнена на системе.

Томас Янг (1773–1829) был первым, кто использовал эту формулу. ← Это правильно?

Работа и энергия

Понятия работы и энергии тесно связаны с понятием силы, потому что приложенная сила может совершать работу над объектом и вызывать изменение энергии. Энергия определяется как способность выполнять работу.

Работа

Понятие работы в физике имеет гораздо более узкое определение, чем обычное употребление этого слова. Работа выполняется над объектом, когда приложенная сила перемещает его на расстояние. На нашем повседневном языке работа связана с затратой мускульных усилий, но на языке физики это , а не случай. Человек, который держит тяжелый предмет, не совершает физической работы, потому что сила не перемещает предмет на расстояние.Работа, согласно определению физики, совершается при подъеме тяжелого предмета, а не при неподвижном предмете. Другим примером отсутствия работы является масса на конце струны, вращающаяся по горизонтальному кругу на поверхности без трения. Центростремительная сила направлена ​​к центру окружности и, следовательно, не перемещает объект на расстояние; то есть сила не в направлении движения объекта. (Однако была проделана работа, чтобы привести массу в движение.) Математически работа равна W = F · x, где F — приложенная сила, а x — пройденное расстояние, то есть перемещение. Работа является скаляром. Единицей СИ для работы является джоуль (Дж), который равен ньютон-метру или кг м/с 2 .

Если работа совершается переменной силой, приведенное выше уравнение не может быть использовано. На рисунке показан график зависимости силы от смещения для объекта, на который действуют три различные последовательные силы. В I сегменте сила увеличивается, во II сегменте постоянна, а в III сегменте уменьшается.Работа, совершаемая над объектом каждой силой, представляет собой площадь между кривой и осью x . Общая проделанная работа — это общая площадь между кривой и осью x . Например, в этом случае работа трех последовательных сил показана на рисунке 1.

Рисунок 1

Изменение действующей силы в зависимости от положения.

В этом примере общая выполненная работа равна (1/2)(15)(3) + (15)(2) + (1/2)(15)(2) = 22,5 + 30 + 15; работа = 67.5 Дж. Для постепенно меняющейся силы работа выражается в интегральной форме, Вт = ∫ F · д х.

Кинетическая энергия

Кинетическая энергия — это энергия движущегося объекта. Выражение для кинетической энергии может быть получено из определения работы и из кинематических соотношений. Рассмотрим силу, приложенную параллельно поверхности, которая перемещает тело с постоянным ускорением.

из определения работы, от второго закона Ньютона, и из кинематики, W = FX = MAX и V F F 70004 = V O 2 + 2 AX , или A = ( V F F V O O 2 ) / 2 x .Замените последнее выражение для ускорения в экспрессию для работы для получения W = м ( V F V O O 2 ) или W = (1/2) mv f 2 − (1/2) mv o 2 . Правая часть последнего уравнения дает определение кинетической энергии: K . Е . = (1/2) мв 2 Кинетическая энергия является скалярной величиной с теми же единицами измерения, что и работа, джоулями (Дж). Например, масса 2 кг, движущаяся со скоростью 3 м/с, имеет кинетическую энергию 9 Дж.

Приведенный выше вывод показывает, что чистая работа равна изменению кинетической энергии. Это соотношение называется теоремой работы-энергии: Вт нетто = К . Е . ж К . Е . или , где К . Е . f это конечная кинетическая энергия и K . Е . o — исходная кинетическая энергия.

Потенциальная энергия

Потенциальная энергия, также называемая запасенной энергией, представляет собой способность системы выполнять работу благодаря ее положению или внутренней структуре. Примерами являются энергия, запасенная в сваебойном станке в верхней части пути, или энергия, запасенная в спиральной пружине.Потенциальная энергия измеряется в джоулях.

Гравитационная потенциальная энергия – энергия положения. Во-первых, рассмотрим гравитационную потенциальную энергию вблизи поверхности земли, где ускорение свободного падения (g) приблизительно постоянно. В этом случае гравитационная потенциальная энергия объекта относительно некоторого уровня отсчета равна PE . = mgh , где h — вертикальное расстояние над уровнем отсчета.Чтобы медленно поднять объект, сила, равная его весу (мг) , приложена через высоту (h) . Совершаемая работа равна изменению потенциальной энергии: Вт = P . Е . ф Р . Е . O = MGH F MgH MGH o o , где подписка (F и o) относятся к финальной и оригинальной высоте корпуса.

Запуск ракеты в космос требует работы по разделению массы земли и ракеты для преодоления гравитационной силы. Для больших расстояний от центра Земли приведенное выше уравнение неадекватно, потому что g непостоянно. Общая форма гравитационной потенциальной энергии равна P.E . = − GMm/r , где M и m относятся к массам двух разделяемых тел, а r — расстояние между центрами масс.Знак минус является результатом выбора нулевой точки при r равной бесконечности, то есть при очень большом разносе .

Упругая потенциальная энергия — это энергия, запасенная в пружине. Величина силы, необходимой для растяжения пружины, определяется как F = − kx , где x — расстояние растяжения (или сжатия) пружины от ненагруженного положения, а k — это пружинная постоянная. Постоянная пружины является мерой жесткости пружины, причем более жесткие пружины имеют большие значения k .Потенциальная энергия, запасенная в пружине, равна P . Е . = (1/2) kx 2 .

Изменение потенциальной энергии равно работе. Гравитационная сила и сила растяжения пружины являются различными силами; следовательно, уравнения потенциальной энергии, данные выше для этих двух случаев, также могут быть получены из интегральной формы работы, Δ P . Е . = Вт = ∫ F · д х.

Мощность

Мощность — скорость выполнения работы, средняя P = Вт/т , где t — интервал времени, за который совершается работа (Вт) .Другая форма мощности находится из Вт = F Δ x и подстановки средней скорости объекта за время t вместо Δ x / t : среднее P = x t = F (среднее против ).

Сохранение энергии

Принцип сохранения энергии является одним из самых далеко идущих общих законов физики. В нем говорится, что энергия не создается и не уничтожается, а может быть преобразована из одной формы в другую только в изолированной системе.

Поскольку полная энергия системы всегда остается постоянной, закон сохранения энергии является полезным инструментом для анализа физической ситуации, когда энергия меняет форму. Представьте себе качающийся маятник с пренебрежимо малыми силами трения. В верхней точке подъема вся энергия представляет собой гравитационную потенциальную энергию из-за высоты над стационарным положением. В нижней части качелей вся энергия была преобразована в кинетическую энергию движения. Полная энергия представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий.Оно сохраняет одно и то же значение на протяжении всего движения качания вперед и назад (см. рис. 2).

Рисунок 2

Маятник подчиняется закону сохранения энергии.

В точке C потенциальная энергия зависит от высоты, а остальная часть полной энергии представляет собой кинетическую энергию.

Хотя полная энергия сохраняется, кинетическая энергия не обязательно должна сохраняться. Столкновение двух тел с сохранением кинетической энергии называется упругим столкновением . Сталкивающиеся объекты, взаимодействующие с потерями кинетической энергии из-за потерь на трение или деформации объекта, называются неупругими столкновениями. В макроскопическом мире большинство столкновений неупругие; однако потерями кинетической энергии можно пренебречь при почти упругих столкновениях между атомными частицами и субатомными частицами. Для этих случаев закон сохранения импульса и закон сохранения кинетической энергии дают полезные уравнения.

Рассмотрим простое лобовое упругое столкновение, когда одна масса ( м 1 ) с заданной скоростью ( v 1 ) сталкивается со второй массой ( м 2 ), которая изначально находится в состоянии покоя.Применить законы сохранения импульса и сохранения кинетической энергии, чтобы получить м 1 V 1 = м 1 V 1 + м 2 V 2 ‘и (1/2) M 1 V 1 1 2 = (1/2) м 1 V 1 2 + (1 /2) м 2 v 2 2 , где штрихи обозначают скорости после столкновения.Решение уравнений дает скорости двух масс после взаимодействия:

Поучительны три особых случая:

для равных масс, где м 1 = м 2 , обратите внимание, что V 1 ‘становится ноль и В 2 ‘ равно V 1 ; таким образом, при равных массах объекты просто обмениваются скоростями, как это иногда наблюдается с шарами для пула. (Шары для бильярда обладают вращательной энергией и несколько неупругими столкновениями, поэтому их поведение лишь приблизительно соответствует примеру.)

Если м 2 массивно, то числитель и знаменатель в уравнении для v 1 ′ почти одинаковы. Тогда v 1 ′ примерно равно v 1 , но в обратном направлении. Знаменатель выражения для v 2 ′ будет настолько велик, что скорость второй массы после столкновения будет мала. Другими словами, прилетающая масса ( m 1 ) будет отскакивать от второй массы почти с начальной скоростью, а ударная масса ( m 2 ) после столкновения будет двигаться медленно.

Если м 1 массивна, то V 1 ‘приблизительно равен V 1 , а В 2 ‘ почти два раза V 1 ; или приближающаяся массивная частица продолжает двигаться почти с той же скоростью, а ударная масса движется вперед почти в два раза быстрее начальной скорости первой массы после столкновения.

Центр масс

Концепция центра масс (ЦМ) полезна для анализа движения системы частиц.Система частиц ведет себя так, как будто вся ее масса сосредоточена в ЦМ. В отсутствие внешней силы, если ЦМ системы покоится, то она останется в покое, а если изначально находилась в движении, то сохранит это движение. Другими словами, ЦМ движется в соответствии со вторым законом Ньютона. Координаты центра масс x и y равны

.

Рассмотрим предыдущий пример лобового столкновения двух одинаковых масс, которые слипаются после столкновения.ЦМ изначально движется с постоянной скоростью и сохраняет эту же скорость после столкновения. Поскольку первая масса приближается ко второй массе, ЦМ всегда находится на полпути между двумя массами. Перед столкновением ЦМ проходит половину расстояния до приближающегося объекта за то же время, и, следовательно, скорость ЦМ составляет половину начальной скорости приближающейся массы. В тот момент, когда две массы взаимодействуют, ЦМ находится прямо между двумя объектами. После столкновения массы слипаются и имеют половину начальной скорости, потому что эффективная масса удвоилась.CM продолжается на полпути между массами. Он сохраняет ту же скорость (1/2) v o после столкновения. На рисунке движущийся белый шар сталкивается с неподвижным черным шаром. Пронумерованные и обведенные позиции КМ соответствуют пронумерованным позициям шаров.

Рисунок 3

Неупругое столкновение двух шаров.

Работа

Работа

Работа


Определение работы

Работа может быть определена как произведение силы, используемой для перемещения объект, умноженный на расстояние, на которое перемещается объект.

w = F x d

Представьте себе систему, состоящую из образца аммиака, запертого в поршне и цилиндре, как показано на рисунке ниже. Предположим, что давление газа, давит на поршень просто уравновешивает вес поршня, так что объем газа остается постоянным. Сейчас считать, что газ разлагается с образованием азота и водорода, увеличивая количество газа частицы в контейнере.Если температура и давление газа остаются постоянными, это означает, что объем газа должен увеличиться.

2 NH 3 ( г ) N 2 ( г ) + 3 Н 2 ( г )

Объем газа можно увеличить, частично вытолкнув поршень из цилиндра.Совершаемая работа равна произведению силы, действующей на поршень, на расстояние, на которое перемещается поршень.

ш = F x г

Давление ( P ), которое газ оказывает на поршень, равно силе (F) с которой он давит на поршень, деленную на площадь поверхности ( A ) поршня. поршень.

Таким образом, сила, действующая на газ, равна произведению его давления на площадь поверхности поршня.

F = P x A

Подстановка этого выражения в уравнение, определяющее работу, дает следующее результат.

w = ( P x A ) x d

Произведение площади поршня на расстояние, на которое перемещается поршень, равно изменение объема системы при расширении газа. Условно, изменение объема представлено символом V .

В = А х г

Таким образом, величина работы, совершаемой при расширении газа, равна произведению давление газа, умноженное на изменение объема газа.

| с | = П В


Джоуль — измерение тепла и работы

По определению, один джоуль — это работа, совершаемая, когда сила в один ньютон используется для перемещения объект один метр.

1 Дж = 1 Н·м

Поскольку работа может быть преобразована в теплоту и наоборот, система СИ использует джоуль для измерять энергию в виде теплоты и работы.


Первый закон термодинамики: сохранение Энергия

первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть создана или уничтожен.Система может получать или терять энергию. Но любое изменение энергии системы должно сопровождаться эквивалентным изменением энергии его окружения, потому что полная энергия Вселенной постоянна. Первый закон термодинамики можно описать следующим уравнением.

E унив = E сис + E доб = 0

(Индексы univ , sys и surr обозначают вселенную, системы и ее окружения.)


Внутренняя энергия

Энергию системы часто называют ее внутренней энергией , потому что она представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий частиц, образующих систему. Потому что отсутствие взаимодействия между частицами, единственный вклад во внутреннюю энергию идеального газа есть кинетическая энергия частиц. Внутренняя энергия идеального газа равна следовательно, прямо пропорциональна температуре газа.

(В этом уравнении R — постоянная идеального газа, а T — температура газа в единицах Кельвина.)

Хотя трудно, если вообще возможно, написать уравнение для более сложных системы, внутренняя энергия системы по-прежнему прямо пропорциональна ее температура. Поэтому мы можем использовать изменения температуры системы для мониторинга. изменение его внутренней энергии.

Величина изменения внутренней энергии системы определяется как разница между начальным и конечным значениями этой величины.

Е сис = E окончательный E начальный

Поскольку внутренняя энергия системы пропорциональна ее температуре, E положительна при повышении температуры системы.


Первый закон термодинамики: взаимопревращение тепла и работы

Энергия может передаваться между системой и ее окружением до тех пор, пока энергия энергия, полученная одним из этих компонентов Вселенной, равна энергии, потерянной разное.

Е сис = — E исп.

Энергия может передаваться между системой и ее окружением в виде либо тепло ( q ) или работа ( w ).

Е сис = ч + ш

Когда тепло поступает в систему, это может привести к повышению температуры системы или работай.

q = E сис ш

Правила знаков для связи между внутренней энергией системы и тепла , которое пересекает границу между системой и ее окружением, задано на рисунке ниже.

  • Когда тепло, поступающее в систему, увеличивает температуру системы, внутренняя энергия системы увеличивается, и E положительный.
  • Когда температура системы снижается из-за выхода тепла из системы, E отрицательно.

Соглашение о знаках для отношения между работой и внутренней энергией система показана в левой части рисунка ниже.

  • Когда система воздействует на окружающую среду, энергия теряется, и E отрицательно.
  • Когда окружение совершает работу над системой, внутренняя энергия системы становится больше, поэтому E положительный.

Соотношение между величиной работы, совершаемой системой при ее расширении, и изменение объема системы ранее описывалось следующим уравнением.

| с | = П В

На приведенном выше рисунке показано, что можно включить соглашение о знаках для работы расширения. записав это уравнение следующим образом.

w = — P В


Функции состояния

Когда уравнения связывают два или более свойства, которые описывают состояние системы, они называются уравнениями состояния .Например, закон идеального газа уравнение состояния.

PV = нРТ

Функция состояния s зависит только от состояния системы, а не от путь, используемый для достижения этого состояния.

Температура является функцией состояния. Сколько бы раз мы ни нагревали, ни охлаждали, ни расширяли, сжать или иным образом изменить систему, чистое изменение температуры зависит только от на начальное и конечное состояния системы.

Т = T окончательный T начальный

То же самое можно сказать об объеме, давлении и числе молей газа в образец. Все эти величины являются функциями состояния.

Теплота и работа являются , а не функциями состояния. Работа не может быть функцией государства, потому что она пропорциональна расстоянию, на которое перемещается объект, которое зависит от пути, по которому он двигался от начального до конечного состояния.Если работа не является функцией состояния, то теплота не может быть государственная функция либо. Согласно первому закону термодинамики изменение внутренняя энергия системы равна сумме переданной теплоты и работы между системой и ее окружением.

Е сис = ч + ш

Если Е зависит не от пути перехода от начального состояния к конечному, а от количества работы зависит от используемого пути, количество отдаваемой или поглощаемой теплоты должно зависеть на пути.

Термодинамические свойства системы, являющиеся функциями состояния обычно обозначаются заглавными буквами ( T , V , P , E и т.д. на). Термодинамические свойства, не являющиеся функциями состояния, часто описываются формулой строчные буквы ( q и w ).


Измерение тепла с помощью калориметра

Количество теплоты, выделяемой или поглощаемой в ходе химической реакции, можно измерить с помощью калориметр, как показано на рисунке ниже.

Поскольку реакция происходит в закрытом сосуде при постоянном объеме, никакая работа расширение происходит во время реакции. Теплота, выделяемая или поглощаемая в результате реакции, равна равно изменению внутренней энергии системы за время реакция:

Е сис = q V .

Количество теплоты, отдаваемое или поглощаемое водой в калориметре, может быть рассчитывается исходя из теплоемкости воды.

Тепло — это большое количество .

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*