Διαστατικός τύπος εργασίας
"Εργασία" και "ενέργεια" είναι δύο όροι που ακούμε και χρησιμοποιούμε συχνά στην καθημερινή μας ζωή. Η εργασία είναι ένα είδος δραστηριότητας που περιλαμβάνει ένα ορισμένο ποσό σωματικής αλλά και πνευματικής προσπάθειας. Για να εκτελέσετε οποιαδήποτε εργασία, χρειάζεστε ενέργεια. Ωστόσο, το έργο και η ενέργεια δεν ορίζονται με τέτοιο τρόπο στη φυσική. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι πιέζουμε ή τραβάμε ένα κουτί και αυτό κινείται. σημαίνει ότι η εργασία εκτελείται. Αντίθετα, ας υποθέσουμε ότι μια γυναίκα κουβαλάει πολλές γλάστρες στο κεφάλι της αλλά στέκεται ακίνητη στο σημείο. Σε τέτοιες περιπτώσεις, λέγεται ότι δεν εκτελούνται εργασίες. Όσον αφορά τη φυσική, η ενέργεια είναι επίσης στενά συνδεδεμένη με την εργασία. Η ικανότητα ενός συγκεκριμένου αντικειμένου να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εργασία ονομάζεται ενέργεια. Πριν καταλάβουμε την έννοια του τύπου διαστάσεων της εργασίας, ας δούμε μερικές βασικές έννοιες.
Ορισμός της διάστασης της εργασίας
Υπάρχουν φυσικά μεγέθη που μετρώνται σε συγκεκριμένες μονάδες. Υπάρχουν επτά διαφορετικοί τύποι μονάδων βάσης που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή μιας φυσικής ποσότητας.
Η εργασία είναι μια ποσότητα που δεν μπορεί να περιγραφεί με όρους διάρκειας και χρόνου. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι οι διαστάσεις της εργασίας είναι ίδιες ή ίσες με τις διαστάσεις της ενέργειας.
Η θερμοκρασία, η μάζα και το ηλεκτρικό φορτίο είναι μερικά θεμελιώδη μεγέθη που δεν μπορούν να εκφραστούν με όρους άλλων μονάδων.
Σε όρους φυσικής, η εργασία είναι μια διαδικασία μέσω της οποίας λαμβάνει χώρα η μεταφορά της κίνησης ενός αντικειμένου λόγω ασκούμενης δύναμης. Αυτό το έργο αναπαρίσταται με τη βοήθεια του γινομένου της δύναμης καθώς και της μετατόπισης.
Ορισμός και τύπος εργασίας που έγινε
Η εργασία θεωρείται ότι εκτελείται όταν μια δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο προκαλεί μια συγκεκριμένη κίνηση στο καθορισμένο αντικείμενο.
Η εργασία ορίζεται ως προς τη δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο και τη μετατόπιση του εν λόγω αντικειμένου.
Παράδειγμα:Ένα σημειωματάριο τοποθετείται σε ένα οριζόντιο τραπέζι χωρίς τριβές. Το σημειωματάριο θα ασκηθεί με μια σταθερή δύναμη, που ονομάζεται "F". Η δράση αυτής της δύναμης είναι να σπρώξει το βιβλίο σε μια απόσταση D σε ευθεία γραμμή προς τη συγκεκριμένη κατεύθυνση της δύναμης που εφαρμόζεται.
Σημείωση:Η εργασία που γίνεται με την εφαρμογή δύναμης είναι το γινόμενο της μετατόπισης του συγκεκριμένου αντικειμένου και του μεγέθους της ασκούμενης δύναμης
W =F*D
Όπου F =Εφαρμοσμένη δύναμη και
D =Απόσταση που διανύθηκε από το αντικείμενο.
Υπάρχουν δύο σημαντικά πράγματα που πρέπει να έχετε υπόψη σας:
Η εργασία που γίνεται είναι θετική όταν η δύναμη που εφαρμόζεται στο συγκεκριμένο αντικείμενο μετατοπίζει το αντικείμενο στην ίδια κατεύθυνση με τη δύναμη που ασκείται.
Η εργασία που γίνεται είναι αρνητική όταν η δύναμη που εφαρμόζεται στο αντικείμενο μετατοπίζει το εν λόγω αντικείμενο προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Διαστατικός τύπος εργασίας
Για να κατανοήσετε τον τύπο διαστάσεων της εργασίας ή οποιαδήποτε φυσική ποσότητα, πρέπει να εξετάσετε τον τύπο και τον ορισμό με συγκεκριμένες γνωστές διαστάσεις.
Πρέπει επίσης να καταλάβετε ότι η εργασία είναι μια κλιμακωτή ποσότητα επειδή η εργασία δεν έχει κατεύθυνση. Επιπλέον, εξηγήσαμε προηγουμένως ότι η εργασία είναι προϊόν δύναμης καθώς και μετατόπισης. Τώρα, πρέπει να καταλάβετε ότι η μετατόπιση του αντικειμένου μπορεί να οφείλεται ή όχι λόγω της ασκούμενης δύναμης.
Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα. Εφαρμόζεται δύναμη όταν μια μπάλα εκτοξεύεται προς τα πάνω. Ωστόσο, όταν η μπάλα επιστρέφει στο έδαφος, είναι η βαρυτική δύναμη που ενεργεί πάνω της. Επομένως, ασκείται σε αυτήν μια δύναμη ίση με το βάρος της μπάλας.
Τώρα, ας καταλάβουμε την έννοια του τύπου διαστάσεων του έργου και την παράγωγή του.
Όταν μια σταθερή δύναμη F εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο, προκαλεί μια μετατόπιση γνωστή ως s στο συγκεκριμένο αντικείμενο. Ας πάρουμε τη γωνία μεταξύ της μετατόπισης και της δύναμης ως θ
Τότε το έργο που έκανε η δύναμη θα ήταν
W =Fs cosθ
Τώρα, η εργασία έγινε είτε για τη μεταφορά ή τη μετατόπιση ενέργειας από το ένα μέρος στο άλλο ή την αλλαγή της μορφής της.
Πρέπει να γνωρίζετε ότι η μονάδα εργασίας SI είναι το joule, που αναπαρίσταται ως J.
W =F. Δx
Τώρα, αυτό μπορεί να αναπαρασταθεί ως
W =F Δx cos(θ)
Εδώ
θ =Η γωνία μεταξύ της δύναμης καθώς και του διανύσματος μετατόπισης
cos =Το συνημίτονο της γωνίας είναι αδιάστατο και η διάσταση της μετατόπισης είναι μήκους.
Η δύναμη μετριέται σε newton, που αντιπροσωπεύεται ως
1 N =kg. m/s2
Η διάσταση του έργου είναι
Εργασία =Δύναμη x Μετατόπιση
Αυτό μπορεί να αναπαρασταθεί ως
W =F x s
Εδώ
s:Μετατόπιση
F:Εφαρμόστηκε δύναμη
W:Έργο που γίνεται από τη δύναμη
Τώρα, η διάσταση της μετατόπισης θα είναι L1
Ας εξάγουμε τη διάσταση της δύναμης
F=m.a
Εδώ
m =Μάζα αντικειμένου
a =Επιτάχυνση που παράγεται στο αντικείμενο
Η διάσταση της μάζας =[M1]
Η επιτάχυνση θα αντιπροσωπεύεται ως
a =Δv/t =Δvt-1
Επομένως, η διάσταση της ταχύτητας είναι [ M0L1T−1]
Η διάσταση του χρόνου =[T1]
=[M0L1T-2]
Επομένως, η διάσταση της δύναμης δίνεται από
Διάσταση της δύναμης =[ M1] × [M0L1T−2] =[M1L1T−2]
Επομένως η διάσταση του έργου =Διάσταση της δύναμης x Διάσταση μετατόπισης
=[M1L1T−2] × [L1]
=[M1L2T−2]
Και η μονάδα εργασίας που γίνεται είναι το joule.
Έτσι, ο τύπος διαστάσεων της εργασίας που έχει γίνει είναι [M1L2T−2]
Συμπέρασμα
Για να κατανοήσουμε πώς μπορούμε να εξαγάγουμε τον τύπο διαστάσεων της εργασίας χρησιμοποιώντας τις διαστάσεις της δύναμης και της μετατόπισης, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τον τύπο που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της εργασίας και τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται το μέγεθος της εργασίας. Επιπλέον, θα πρέπει επίσης να είστε εξοικειωμένοι με τη διαδικασία διεξαγωγής διαφορετικών λειτουργιών που περιλαμβάνουν τη χρήση μονάδων βάσης. Έτσι, προτού κατανοήσετε πλήρως την έννοια του τύπου διαστάσεων της εργασίας, είναι απαραίτητο να έχετε εμπεριστατωμένη γνώση σχετικά με τη δύναμη, τη μάζα, τη μετατόπιση και την εργασία που έχει γίνει. Ο τύπος και ο τύπος διαστάσεων της εργασίας εξηγούνται αναλυτικά στο άρθρο. Ο τύπος διαστάσεων της εργασίας που έγινε είναι [M1L2T−2].
