Halaman rumah
Fisik
Pekerjaan formula, unit, contoh, latihan

Fisik

Pekerjaan formula, unit, contoh, latihan

5043
1002
Frederick Pfeffer

Dia pekerjaan Dalam fisika itu adalah transfer energi yang melakukan kekuatan ketika objek di mana ia bertindak bergerak. Secara matematis mengambil bentuk produk skalar antara vektor kekuatan F dan perpindahan S.

Dan karena skalar produk antara dua vektor tegak lurus adalah nol, kebetulan bahwa kekuatan yang membentuk 90º dengan perpindahan tidak berfungsi, sesuai dengan definisi, karena karena:

W = F ● S = F⋅ s⋅ cos θ

Di mana W menunjukkan pekerjaan, untuk kata bahasa Inggris Bekerja.

Keuntungan mendefinisikan pekerjaan adalah bahwa itu adalah skalar, yaitu, tidak memiliki arah atau makna, hanya modul dan unit masing -masing. Ini membuatnya lebih mudah untuk melakukan perhitungan yang melibatkan perubahan energi yang disebabkan oleh tindakan kekuatan.

Gravitasi dan gesekan kinetik adalah contoh kekuatan yang sering bekerja pada benda bergerak. Kekuatan umum lainnya adalah yang normal yang melatih permukaan, tetapi tidak seperti itu, itu tidak pernah bekerja pada objek, karena tegak lurus terhadap perpindahan.

Saat tubuh jatuh dengan bebas, gravitasi melakukan pekerjaan positif di ponsel, menyebabkannya meningkatkan kecepatannya saat jatuh. Di sisi lain, rubb kinetik.

[TOC]

Rumus dan kasus tertentu

Pekerjaan dihitung oleh:

W = F ● S

Ekspresi ini valid untuk kekuatan konstan dan sesuai dengan definisi produk skalar, itu setara dengan:

W = f. S. cos θ

Di mana θ adalah sudut antara kekuatan dan perpindahan. Oleh karena itu, hanya kekuatan yang memiliki komponen dalam arah perpindahan dapat bekerja pada tubuh.

Dan juga jelas bahwa jika tidak ada gerakan, tidak ada pekerjaan juga.

Adapun tanda, pekerjaan bisa positif, negatif atau nol. Jika gaya memiliki komponen sejajar dengan gerakan, tanda kerja tergantung pada nilai cos θ.

Ada beberapa kasus tertentu yang layak dipertimbangkan:

Saat gaya sejajar dengan perpindahan, sudut antara F Dan S Ini adalah 0º, oleh karena itu pekerjaan yang dilakukan dengan paksa adalah positif dan nilainya maksimal:

Dapat melayani Anda: orionaids: asal, karakteristik, kapan dan bagaimana mengamatinya

W = f⋅s cos 0º = f⋅s

Jika gaya menentang perpindahan maka sudut antara F Dan S Ini adalah 180º, pekerjaan yang dilakukan oleh F adalah negatif dan minimal:

W = f⋅s cos 180º = -f⋅s

Akhirnya, ada kasus yang disebutkan di atas: jika sudut yang dibentuk oleh F Dan S Ini adalah 90º, karena cos 90º = 0, pekerjaannya nol:

W = f⋅s cos 90º = 0

Pekerjaan yang dilakukan oleh kekuatan variabel

Terkadang gaya yang diterapkan tidak konstan; Dalam hal ini, Anda harus mengajukan banding ke perhitungan untuk menemukan pekerjaan yang dilakukan. Pertama, diferensial kerja DW ditentukan, dibuat pada perpindahan yang sangat kecil dS:

DW = F⋅DS

Untuk menemukan nilai total pekerjaan yang dilakukan oleh kekuatan ini ketika objek berkisar dari titik A ke titik B, perlu untuk mengintegrasikan kedua sisi, seperti ini:

$W=\int_A^B\mathbfF\cdot d\mathbfs$

Unit kerja

Unit untuk bekerja dalam sistem internasional adalah joule, disingkat j. Unit ini mengambil namanya dari fisikawan Inggris James Prescott Joule, seorang pelopor dalam studi tentang termodinamika.

Dari persamaan pekerjaan, joule didefinisikan sebagai 1 Newton per meter:

1 j = 1 n⋅m

Unit di sistem Inggris

Pekerjaan tersebut sesuai dengan satu unit Libra-Fuerza x Pie, Terkadang dipanggil Kaki Fire-Fuerza. Ini juga merupakan unit energi, tetapi kita harus ingat bahwa pekerjaan yang dilakukan pada tubuh mengubah keadaan energinya dan karena itu, pekerjaan dan energi setara. Tidak mengherankan bahwa mereka memiliki unit yang sama.

Kesetaraan antara kaki yang menumbuk dan joule adalah sebagai berikut:

1 pound-fork foot = 1.35582 j

Unit yang terkenal untuk pekerjaan dan energi, terutama untuk ruang lingkup pendingin dan pendingin udara adalah BTU atau UNIT TERMAL Inggris.

1 BTU sama dengan 1055 J dan 778.169 Pie Libra-Fuerza.

Unit lain untuk bekerja

Ada unit lain untuk pekerjaan yang digunakan dalam bidang fisika dan teknik tertentu. Di antara mereka yang kami miliki:

Erg

Dilambangkan sebagai erg, Ini adalah unit pekerjaan dalam sistem cegesimal dan setara dengan 1 dina⋅cm atau 1 x 10^-7 J.

Elektron-volt

Singkat EV, biasanya digunakan dalam fisika partikel dan didefinisikan sebagai energi yang diperoleh oleh elektron ketika bergerak melalui perbedaan potensial 1 V.

Dapat melayani Anda: kecepatan relatif: konsep, contoh, latihan

Kilovatio-Hora (KWH)

Sering muncul di penerimaan perusahaan listrik. Ini adalah pekerjaan yang dikembangkan selama 1 jam oleh sumber yang kekuatannya 1 kW, setara dengan 3.6 x 10⁶ J.

Kalori

Biasanya terkait dengan energi pangan, meskipun dalam kenyataannya konteks ini mengacu pada a Kilocaloria, yaitu 1000 kalori. Sebenarnya ada beberapa unit yang menerima nama ini, jadi konteksnya harus ditentukan dengan sangat baik.

Kesetaraan antara joule dan 1 Kalori termokimia adalah:

1 kalori = 4.1840 J

Contoh pekerjaan

Promosi dan keturunan objek

Saat tubuh turun, baik secara vertikal atau melalui jalan, beratnya melakukan pekerjaan yang positif, mendukung gerakan. Di sisi lain, asalkan suatu objek naik, gravitasi melakukan pekerjaan negatif.

Biaya tepat waktu di medan listrik

Medan listrik yang seragam memang bekerja pada beban tepat waktu yang bergerak di dalam. Tergantung pada bidang dan tanda beban, pekerjaan ini bisa negatif atau positif.

Gesekan antar permukaan

Gesekan kinetik antara permukaan selalu membuat pekerjaan negatif pada objek yang bergerak.

Dorong dan lempar

Dorongan adalah kekuatan yang menggerakkan objek sesuatu. Throwing adalah kekuatan yang membuat objek lebih dekat.

Kekuatan dalam katrol

Katrol adalah sistem yang digunakan untuk mengirimkan kekuatan dari salah satu ujungnya. Dalam katrol sederhana, untuk menaikkan beban, kita harus menerapkan gaya yang sama dengan resistansi yang diberikan oleh objek.

Kekuatan atau dukungan normal

Yang normal, seperti yang ditunjukkan sebelumnya, melakukan pekerjaan nol ketika suatu objek didukung pada permukaan bergerak di atasnya, bahkan jika permukaannya tidak rata atau jika cenderung.

Gaya magnetis

Gaya lain yang melakukan pekerjaan nol adalah gaya magnet yang memberikan medan seragam pada partikel yang dimuat yang secara tegak lurus mempengaruhi itu. Gerakan partikel ternyata merupakan gerakan melingkar yang seragam, dengan gaya ke arah radial. Karena perpindahan tegak lurus untuk dipaksakan, itu tidak bekerja pada beban.

Objek yang diikat dengan tali

Tali juga tidak bekerja pada pendulum yang ditangguhkan, karena ketegangan di dalamnya selalu tegak lurus terhadap perpindahan adonan.

Dapat melayani Anda: Gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam: Karakteristik, formula

Satelit di orbit

Gravitasi tidak bekerja pada satelit orbit melingkar, untuk alasan yang sama seperti kasus sebelumnya: itu tegak lurus terhadap perpindahan.

Sistem resor massa

Dalam sistem resor massa, gaya F yang memberikan pegas pada adonan memiliki besarnya F = kx, Di mana k Itu adalah konstanta musim semi dan X Kompresi atau perpanjangan Anda. Ini adalah gaya variabel, oleh karena itu pekerjaan yang dilakukan tergantung pada fakta bahwa pegas diregangkan atau menyusut.

Olahraga diselesaikan

Grafik berikut menunjukkan pekerjaan yang dilakukan oleh gaya variabel F_X Itu tergantung pada posisinya X. Ini adalah kekuatan yang diberikan oleh palu pada paku. Bagian pertama adalah kekuatan yang digunakan untuk memaku pada bagian paling lembut dari dinding dan yang kedua untuk menyelesaikan menenggelamkan kuku.

Berapa banyak pekerjaan yang harus dilakukan palu sehingga kuku tenggelam total 5 cm di dinding?

Grafik untuk gaya yang diberikan oleh palu saat memukul kuku. Sumber: Giambattista, a. Fisika.

Larutan

Gaya yang diberikan oleh palu adalah variabel, karena intensitas yang lebih sedikit (50 N) diperlukan untuk menenggelamkan 1.2 cm di bagian lembut dinding, sedangkan di bagian tersulit, 120 N tepat untuk membuat kuku tenggelam hingga 5 cm, seperti yang ditunjukkan grafik.

Dalam hal ini pekerjaan adalah integral: