Механикалық жұмыс: күш энергияны қашан береді

Бір арбаның тарихы

«Қозғалыс және графиктер» блогындағы арбаның тарихын жалғастырамыз. Енді «ол қалай қозғалды?» дегенге қоса «оның қозғалысын қандай денелер өзгертті?» деп сұраймыз. Әр жаңа сөзді алдымен көзге көрінетін көрініспен байланыстырамыз. Тірек картадағы сандар — берілген оқу мәндері, сіздің өлшеміңіз емес.

Жабық есікті алақаныңызбен ұстап тұрсаңыз, шаршайсыз, бірақ есік қозғалмайды. Күнделікті тілде мұны жұмыс дейміз. Физикалық модельде әсер ету нүктесі орын ауыстырмаса, бұл күштің механикалық жұмысы нөл. Бұлшықет энергия жұмсамады деген сөз емес: ағза біздің моделімізден күрделірек. Енді жеңіл арбаны үстел бойымен тартыңыз: күш пен қозғалыс бір бағытта.

Сөздердің мағынасы

Механикалық жұмыс W орын ауыстырған денеге күштің энергия беруін сипаттайды. Күш тұрақты және орын ауыстырумен бағыттас болса, W = F·s. Бірлігі — джоуль, Дж: 1 Дж = 1 Н·м. Күш қозғалысқа қарсы болса, оның жұмысы теріс: W = −F·s; мұнда F пен s — оң модульдер. Орын ауыстыру жоқ болса, осы модельдегі жұмыс нөл. Бұрышпен бағытталған күшке қозғалыс бағыты бойынша құраушы қажет; оны кейін қараймыз.

Сандар мен шектерді тексерейік

Оқу мәні: оңға 3 Н тарту күшінің әсерімен арба оңға 2 м өтті. Тарту жұмысы Wтарту = 3 Н × 2 м = +6 Дж. Сол жолда солға 1 Н кедергі әсер етсе, Wкедергі = −1 Н × 2 м = −2 Дж. Жұмыстар қосындысы +4 Дж. Бұл адамның жұмсаған бүкіл энергиясының өлшемі де, бөлменің толық балансы да емес.

Өзіңіз байқап көріңіз

2 м жолды және екі күшті салыңыз: оңға 3 Н, солға 1 Н. Әр жұмыстың таңбасын анықтап, екі жұмысты және қосындысын табыңыз. Жолды 0 м деп ауыстырғанда олар қандай болады? «Теріс жұмыс» дегенді арбаның қозғалыс энергиясының кемуіне үлес деп түсіндіріңіз.

Жиі кездесетін қате

W = 3 Н + 2 м деп жазбаңыз; 6 Дж-ды да «күш» демеңіз. Ньютон мен джоуль екі түрлі сұраққа жауап береді.

Тірек картасы

Көмексіз тексеру

Есепті жауып қойыңыз. Күш түсетін денені, күштердің көзін және таңдалған оң бағытты атаңыз. Содан кейін бірліктерімен есепті қайта шығарыңыз. Бір бастапқы санды ауыстырып, қай қорытынды өзгеретінін айтыңыз. Нақты тәжірибе болмаса, журналға «оқу моделі» деп жазыңыз.

Журналға жазба

Төрт жол жазыңыз: «Не көрдім?», «Не берілді?», «Не есептедім?», «Бұл қорытынды үшін қандай шарт керек?». Осылайша бақылауды модельден ажыратып, кейін өз қатеңізді тексере аласыз.

Келесі сабақ: Қозғалыс пен биіктік энергиясы: екі түрлі мүмкіндік