일의 공식은 W = F x S입니다. 여기서 F는 힘이고 S는 물체가 이동 한 거리입니다. 이 작업은 물체의 에너지 차이를 사용하여 결정할 수도 있습니다.
종종 우리는 일상 생활에서 "노력"이라는 용어를 듣습니다. 일반적으로 사람은 원하는 것을 얻기 위해 노력할 것입니다.
그러나 분명히 노력은 물리학 분야에서 과학에서 더 정확하게 설명됩니다. 따라서 물리학 적 관점에서 작업이라고하는 것을 자세히 살펴 보겠습니다.
노력
정의
"기본적으로 노력은 시스템 상태를 변경하기 위해 개체 또는 시스템에 대한 작업 또는 작업입니다."
비즈니스의 주제는 흔한 일이며 우리는 일상 생활에서 자주합니다.
예를 들어 물이 가득 찬 양동이를 움직일 때 우리는 양동이가 원래 위치에서 움직 이도록 노력합니다.
비즈니스 공식
수학적으로 작업은 물체에 작용하는 힘과 물체가 얼마나 멀리 이동했는지의 곱으로 정의됩니다.
W = F. Δs
적분에 대해 공부했다면 작용하는 힘으로 인한 거리의 변위는 지속적으로 변화하는 그래프입니다. 따라서 비즈니스 공식에 대한 방정식을 작성할 수 있습니다.
정보 :
W = 작업 (줄)
F = 힘 (N)
Δs = 거리 차이 (m)
아시다시피 힘과 거리는 벡터 양입니다. 일은 힘과 거리 사이 의 점의 곱이므로 동일한 벡터 구성 요소를 곱해야합니다. 자세한 내용은 아래 이미지를 참조하십시오.
위 그림에서 사람은 힘 F로 상자에 묶인 밧줄을 당기고 각도 θ를 형성합니다. 그런 다음 상자가 이동됩니다.
일이 점의 곱이라는 점을 감안할 때 거리에 곱해질 수있는 힘은 x 축의 힘입니다. 따라서 작업 공식은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.
W = F cos θ. 에스
여기서 θ는 로프와 상자 평면 사이의 각도입니다.
일반적으로 우리가 자주 언급하는 노력은 그저 절대적인 가치 일뿐입니다. 그러나 작업은 긍정적이거나 부정적이거나 심지어 0 일 수도 있습니다.
물체 나 시스템이 힘에 반하여 작용한다면 일은 부정적이라고 할 것이고 힘과 변위가 반대 방향에있을 때 더 쉽게 작용할 것이다.
한편, 힘과 변위가 같은 방향이면 작업은 긍정적일 것입니다. 그러나 객체가 상태 변경을 거치지 않으면 작업은 0입니다.
또한 읽으십시오 : 1945 년 헌법의 체계 (완료) 수정 전후에너지
비즈니스에 대해 더 논의하기 전에 먼저 노력의 파트너, 즉 에너지에 대해 알아야합니다.
노력과 에너지는 뗄 수없는 단결입니다. 노력은 에너지의 한 형태이기 때문입니다.
"기본적으로 에너지는 일을 할 수있는 능력입니다."
양동이를 움직일 때처럼 양동이가 움직일 수 있도록 에너지가 필요합니다.
에너지는 또한 위치 에너지와 운동 에너지의 두 가지 유형으로 분류됩니다.
잠재력
기본적으로 위치 에너지는 물체가 움직이지 않거나 정지되어있을 때 물체가 소유 한 에너지입니다. 예를 들어 물통을 들어 올릴 때입니다.
물통을 들어 올렸을 때 물통이 떨어지지 않도록 손이 무거워집니다. 이는 버킷이 움직이지 않더라도 버킷에 위치 에너지가 있기 때문입니다.
일반적으로 위치 에너지는 중력의 영향으로 발생합니다. 이전의 경우 버킷을 들어 올릴 때 무거워졌고 이미 위에있었습니다.
이는 위치 에너지가 물체의 위치에 영향을 받기 때문입니다. 물체가 높을수록 위치 에너지가 커집니다.
또한 위치 에너지는 질량과 중력 가속도의 영향을받습니다. 따라서 위치 에너지의 양은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
Ep = m. 지. h
정보 :
Ep = 위치 에너지 (줄)
m = 질량 (kg)
g = 중력으로 인한 가속도 (9.8m / s2)
h = 물체의 높이 (m)
또한 비즈니스가 잠재적 에너지의 영향을받는 경우. 따라서 작업량은 물체가 움직이기 전과 이동하기 전의 위치 에너지 차이에 의해 결정됩니다.
W = ΔEp
W = m. 지. (h2-h1)
정보 :
h2 = 최종 물체의 높이 (m)
h1 = 초기 물체의 높이 (m)
운동 에너지
위치 에너지가있는 또 다른 경우는 움직일 때 물체가 소유 한 에너지를 운동 에너지라고합니다.
움직이는 모든 물체는 운동 에너지를 가져야합니다. 운동 에너지의 양은 물체의 속도와 질량에 비례합니다.
수학적으로 운동 에너지의 양은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
Ek = 1 / 2mv 2
정보 :
Ek = 운동 에너지 (줄)
m = 질량 (kg)
v = 속도 (m / s)
물체가 운동 에너지의 영향을받는 경우 운동 에너지의 차이에서 물체가 수행하는 작업을 계산할 수 있습니다.
W = ΔEk
W = 1 / 2.m. (V2-v1) 2
정보 :
v2 = 최종 속도 (m / s)
v1 = 초기 속도 (m / s)
기계적 에너지
물체에 위치 에너지와 운동 에너지라는 두 가지 유형의 에너지가있는 상태가 있습니다. 이 상태를 기계적 에너지라고합니다.
또한 읽으십시오 : 큐브 그물 이미지, 전체 + 예제기본적으로 기계적 에너지는 물체에 작용하는 운동과 잠재력이라는 두 가지 유형의 에너지의 조합입니다.
Em = Ep + Ek
정보 :
Em = 기계적 에너지 (줄)
에너지 보존 법칙에 따르면 에너지는 생성되고 파괴 될 수 없습니다.
이것은 에너지가 모두 위치 에너지에서 운동 에너지로 또는 그 반대로 변환 될 수있는 경우 기계적 에너지와 밀접한 관련이 있습니다. 결과적으로 총 기계적 에너지는 위치에 관계없이 항상 동일합니다.
Em1 = Em2
정보 :
Em1 = 초기 기계적 에너지 (줄)
Em2 = 최종 기계적 에너지 (줄)
일과 에너지 공식의 예
다음은 일과 에너지 공식과 관련된 사례를 이해하기위한 몇 가지 질문의 예입니다.
예 1
무게가 10kg 인 물체는 수평 방향에 대해 60 °의 각도를 형성하는 100N의 힘으로 물체를 밀면 마찰없이 평평하고 미끄러운 표면에서 움직입니다. 물체의 변위가 5m 인 경우 작업량은
대답
W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100.0,5.5 = 250 줄
예 2
질량이 1,800g (g = 10m / s2) 인 블록을 4 초 동안 수직으로 당깁니다. 블록이 2m 높이로 이동하면 결과 전력은
대답
에너지 = 전력. 시각
Ep = P. 티
mg h = P. 티
1,8 .10. 2 = P. 4
36 = P. 4
P = 36/4 = 9 와트
예제 3
몸무게가 40kg 인 어린이는 지상 15m 높이의 건물 3 층에 있습니다. 아이가 지금 5 층에 있고 지상에서 25m 떨어져 있다면 아이 의 위치 에너지를 계산 하세요!
대답
m = 40kg
h = 25m
g = 10m / s²
Ep = mxgxh
Ep = (40) (10) (25) = 10000 줄
예 4
질량이 10kg 인 물체는 20m / s로 움직입니다. 물체에 대한 기존 마찰력을 무시합니다. 물체의 속도가 30m / s가되면 운동 에너지 의 변화를 결정하십시오 !
대답m = 10kg
v1 = 20m / 초
v2 = 30m / 초
Δ Ek = Ek2-Ek1
Δ Ek = ½m (v2²- v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 j
예 5
질량이 2kg 인 물체가 100m 높이의 다층 건물 꼭대기에서 떨어집니다. 공기와의 마찰을 무시하고 g = 10 ms-2이면 중력에 의해 지상에서 20m 높이까지 수행되는 작업은 다음과 같습니다.
대답W = mgΔ
W = 2 x 10 x (100-20)
W = 1600 줄
따라서 노력과 에너지의 공식에 관한 논의가 도움이 되길 바랍니다.
