legea lui Arhimede este valabilă numai în prezența gravitației

Acțiuni privind utilizarea forței de flotabilitate în gaze pe bază de balonizare - zbor dirijabil, baloane, și așa mai departe ..

Lucrul mecanic. putere

lucru mecanic

În cazul în care forța care acționează asupra corpului determină deplasarea acestuia F s, efectul acestei forțe se caracterizează printr-o cantitate numită de lucru mecanic (sau, pe scurt, doar locul de muncă).

Un lucru mecanic se numește o valoare scalară egală cu produsul dintre modulul forței F care acționează asupra corpului, iar modulul de mișcare s, corpul sa angajat în direcția acestei forțe, de ex., E.

În cazul descris prin formula (3.9), direcția de deplasare a corpului coincide cu direcția forței. Cu toate acestea, de multe ori există cazuri în care forța sau deplasarea formează un unghi nu este egal cu zero sau . (Fig. 30)

Noi extindem forța F în două componente reciproc perpendiculare ale F1 și F2 (F = F1 + F2). Deoarece lucrul mecanic - cantitatea scalară, activitatea forței F este egală cu suma algebrică a F1 și F2 forțe de muncă. t. e. A = A1 + A2.

Sub influența forței F2 nu se mișcă corpul, deoarece s F2. Prin urmare, A2 = 0. De aceea, lucrarea A = A1 = F1 s. Se poate observa că F1 = Fcos. prin urmare

Astfel, în general, lucrul mecanic este produsul modulului de putere și mișcarea modulului de cosinusul unghiului dintre direcțiile de forță și deplasare. Forța de muncă îndreptată de-a lungul mișcarea corpului, este pozitiv și o forță îndreptată împotriva mișcarea corpului - este negativ. Prin (3.9) și (3.10) se calculează activitatea unei forțe constante. Unitate de lucru mecanic montat cu formula (3.9). Unitatea SI de lucru pentru locuri de muncă 1 forța H acceptată atunci când se deplasează punctul său de aplicare la 1 m Acest aparat are un nume jouli (J) .:
1 · 1H J = 1m.

N se numește valoarea puterii egală cu activitatea A cu privire la intervalul de timp t, în care sa făcut această lucrare:

Formula (3.11), care, în unitatea SI doresc să configurați puterea NE-1 J / s (jouli pe secundă). Această unitate este, de asemenea, numit wați (W), W 1 = 1 J / s.

Relația dintre putere și viteză în timpul mișcării uniforme găsi înlocuind (3.10) în (3.11):

(Această formulă este valabilă și pentru mișcarea alternant când, sub N înțeles puterea instantanee, și sub V - viteza de instantanee). Dacă direcția forței coincide cu direcția de transport, cos = 1 și N = Pv. Din ultima formulă rezultă că

Din aceste formule, se observă că la o viteză constantă de ieșire a motorului este invers proporțională cu forța de apăsare, și vice-versa. Se bazează pe acest principiu al cutiei de viteze (cutia de viteze) de vehicule diferite.

Utilizarea unor mecanisme simple,

Tipuri de mașini simple, foarte mult. Această pârghie, și un bloc și o pană, și multe altele. Un mecanism simplu în fizica numit instrumente de conversie pentru putere. Rampă, care ajută roata sau pentru a trage obiecte grele pe partea de sus - este, de asemenea, un mecanism simplu. Utilizarea unor mecanisme simple, este foarte frecvente la locul de muncă și în viața de zi cu zi. mecanisme simple, este cel mai des folosite pentru a obține victoria în vigoare, care este de a crește de mai multe ori forța care acționează asupra organismului.

Maneta în fizică - un mecanism simplu

Una dintre cele mai simple și cele mai comune mecanisme care au studiat în fizică înapoi în clasa a șaptea - maneta. Maneta în fizică se numește solid, capabil să se rotească în jurul valorii de un suport fix.

Există două tipuri de levier. La primul punct de sprijin pârghie clasă este între liniile de acțiune a forțelor aplicate. În al doilea tip de punctul pârghiei pivot situat pe o parte a ei. Adică, dacă încercăm să folosim fierul vechi clinti obiectul grele, pârghia primului tip - este atunci când vom pune un bar sub fier vechi, apăsând pe capătul liber al deșeului în jos. Forțele fixe ne sprijine în acest caz, ar fi bar, și aplicate sunt situate pe fiecare parte a lui. O pârghie de al doilea tip - acest lucru este atunci când vom podsunuv margine resturi sub greutatea, fier vechi trage în sus într-o încercare de a transforma acest subiect. Aici, punctul de pivotare este situat la locul fierului vechi va merge la sol, și aplicate forțe sunt situate pe o parte a punctului de sprijin.

Legea echilibrului de forțe pe pârghia

Cu ajutorul manetei, putem obține o victorie în vigoare și ridicați de sarcină foarte grea cu mâinile goale. Distanța de la punctul de sprijin până la punctul de aplicare a forței se numește rezistență umăr. Mai mult decât atât, este posibil să se calculeze balanța puterii asupra pârghiei de următoarea formulă:

în cazul în care F1 și F2 - forțele care acționează asupra pârghiei,
și l2 și l1 - umerii acestor forțe.

Aceasta este legea de echilibru a pârghiei, care are următorul conținut: maneta este în echilibru atunci când forța care acționează pe ea sunt invers proporționale cu umerii acestor forțe. Această lege a fost stabilit de Arhimede în secolul al treilea î.Hr.. Din aceasta rezultă că o forță mai mică poate echilibra cel mai mult. Acest lucru necesită ca umărul la forțele au fost mai umăr o mai mare forță. Un avantaj mecanic obținut cu ajutorul unor brațe de pârghie definit prin raportul dintre forțele aplicate.

Începând de folosit din cele mai vechi timpuri, pârghia este folosit peste tot în zilele noastre, ca și la locul de muncă, de exemplu, macarale, și la domiciliu, de exemplu, foarfece, cântare, și așa mai departe.

soldul aplicării legii

Unitatea este un dispozitiv care constă dintr-o roată cu o canelură prin care trece, cablu, frânghie sau lanț și atașat la axa deținătorului roții cu cârligul. Blocul poate fi staționare și mobile. În axa bloc fix este fix, și nu se mișcă atunci când ridicarea sau coborârea. Unitatea fixă ​​este de a ajuta pentru a schimba direcția forței. Atârnată peste un bloc suspendat la partea de sus, coarda, putem ridica sarcina ei înșiși fiind în același timp în partea de jos. Cu toate acestea, câștigul în putere folosi unitatea de fixare nu ne dă. Ne putem imagina un bloc sub forma unei pârghii de rotație în jurul unui suport fix - axa bloc. Apoi, unitatea va fi egală cu raza umerilor, închis pe două forțe de tracțiune părți - de funia cu o încărcătură pe de o parte și de forțele de gravitație de sarcină pe de altă parte. Umerii sunt egale, respectiv, în puterea de a câștiga acolo.

Este diferit cu unitatea mobilă. Unitatea mobilă se deplasează împreună cu sarcina, ca și în cazul în care este o frânghie. În acest caz, punctul de sprijin în fiecare moment va fi amplasat la locul de contact între blocul cu coarda pe de o parte, sarcina de impact este aplicat pe centrul blocului, în cazul în care acesta este montat pe axa, iar forța de împingere este aplicată la punctul de contact cu coarda de pe cealaltă parte a blocului . Apoi, va exista o raza de bloc umăr de greutatea corporală și de pârghie puterea brațului nostru - diametru. Diametrul cunoscut dublul razei, respectiv, variază în lungime umeri de două ori, iar câștigul în putere obținut printr-o unitate mobilă, este egal cu doi. În practică, combinația fixă ​​este aplicată pe blocul mobil. bloc fix montat la partea de sus nu castiga in putere, dar ajută la ridicarea sarcinii, stai jos. O unitate mobilă se deplasează împreună cu sarcina, crește forța este aplicată de două ori, contribuind la ridicarea sarcinilor mari la inaltime.

Regula de aur a mecanicii

Se pune întrebarea: dispozitivele utilizate în activitatea de a câștiga? Lucrarea este produsul traseului parcurs de către forța aplicată. Luați în considerare brațele de pârghie care diferă de jumătate din lungimea umărului. Acest lucru ne va da câștig de pârghie la putere de două ori, dar de două ori pe umăr, în același timp, va avea loc de două ori pe o cale mai lungă. Aceasta este, în ciuda câștigul în putere, activitatea desfășurată este același. Aceasta este egalitatea de lucru prin utilizarea unor mecanisme simple de: de câte ori avem câștigul în putere, atât de multe ori, ne pierdem în depărtare. Această regulă se numește regula de aur a mecanicii, și se aplică mecanisme absolut toate simple. Prin urmare, mecanisme simple de a facilita activitatea persoanei, dar nu reduc munca prestată de acesta. Ele ajută doar să traducă anumite tipuri de eforturi în alte, mai convenabil într-o situație dată.

Egalitatea de lucru prin utilizarea mecanismelor simple

Vedem că, cu ajutorul unor mașini simple pot obține o victorie în vigoare. Și dacă da mecanisme simple, câștigurile din munca ta?

Se calculează activitatea care face forța F la ridicarea încărcăturii prin intermediul unui plan înclinat (a se vedea figura 1 ..):

Înlocuim valorile de putere și de a obține găsit

Astfel, operația AF este de lucru, care trebuie să fie efectuate în scopul de a ridica sarcina uniform pe înălțimea h. fără a utiliza un plan înclinat.

Atunci când se utilizează un bloc fix, vom vedea că forțele aplicate F și mg sunt egale și traseul parcurs de către punctele de aplicare a forțelor de ridicare atunci când, de asemenea, sunt aceleași, și, prin urmare, la fel și munca.

Pentru a utiliza unitatea mobilă pentru a ridica sarcina pe înălțimea h. Acesta trebuie să fie capătul cablului la care se aplică forța pentru a muta 2h F.. De aceea, A1 = MGH și.

Astfel, câștigul în putere cu randament de două ori pierd de două ori pentru a muta, prin urmare, blocul mobil în victorie nu.

Practica vechi de secole a arătat că nici unul dintre mașinile simple, face de lucru câștigătoare.

Vechii savanți au formulat o regulă ( „regula de aur a mecanicii“), se aplică tuturor mecanismelor: de câte ori vom câștiga în vigoare, cât de multe ori pierde în depărtare.

Atunci când se analizează mecanismele simple, nu iau în considerare frecarea și mecanismele de greutate în sine. În lumea reală, este necesar să se ia în considerare. Prin urmare, activitatea desfășurată de către forța F pe părțile mobile ale mecanismului și împotriva unei forțe de frecare. Munca este de a ridica Ap de marfă (lucru util) este mai mică decât un total de muncă (activitatea care face forța F).

Eficacitatea eficienței caracterizat mecanism (mecanism de eficiență):

Eficiența - cantitatea fizică, egală cu raportul dintre lucrul mecanic util pentru toate Ap petrecut A.

Lucrarea săvârșită, forța aplicată se numește o lucrare completă. lucru util este de a lucra la ridicarea de mărfuri sau de a depăși orice rezistență. În practică, performanța generală este întotdeauna de lucru mai util. O parte din lucrările efectuate împotriva forțelor de frecare în mecanismul și pentru deplasarea pieselor sale. De exemplu, ridicarea sarcinii prin intermediul unității de telefonie mobilă, este necesar să se efectueze activitatea de recuperare nu este numai bunuri, ci și de bloc, coarda, lucru pentru a învinge forțele de frecare în axa blocului.

Oricare ar fi mecanismul nu avem, lucru util, comise cu ea, va fi întotdeauna o parte din activitatea totală.

Raportul de lucru util pentru a finaliza eficiența apelului. (Abreviat denotă eficiență eficiență).

în cazul în care Ap - lucru util, și - activitatea totală. Eficiența de obicei exprimat în procente.

Eficiența oricărei mașini este întotdeauna mai mic decât unul, din moment ce un (lucru util) este întotdeauna mai mică decât o (muncă totală).

legea lui Arhimede este valabilă numai în prezența gravitației. In conditii fara greutate, el nu este mulțumit