Mehaaniline töö

Füüsikas teeb jõud tööd, kui see mõjub kehale ja jõu rakenduspunkt nihkub jõu suunas.

Kehale mõjuva jõu poolt tehtav töö on jõud piki nihke suunda, mis on korrutatud rakenduspunkti nihkega.

See on jõud, mis teeb tööd, mitte aine, mis selle jõu lõi. Liikumine on töö eelduseks.

Nagu energia, on ka see skalaarne suurus, mille SI-ühikud on džaulid. Soojusjuhtivust ei peeta töö vormiks, kuna makroskoopiliselt mõõdetavat jõudu ei ole, vaid ainult aatomi kokkupõrgetes esinevad mikroskoopilised jõud. Mõiste "töö" loodi 1830. aastatel prantsuse matemaatiku Gaspard-Gustave Coriolise poolt.

Vastavalt töö-energeetika teoreemile, kui jäigale objektile mõjub väline jõud, mis põhjustab selle kineetiliseenergia muutumise Ek1-st Ek2-ni, siis mehaaniline töö (W) on antud järgmiselt:

W = Δ E k = E k 2 - E k 1 = m v 2 2 2 - m v 1 2 2 2 {\displaystyle W=\Delta E_{k}=E_{k_{2}}-E_{k_{1}}={\frac {mv_{2}^{2}}}{2}}-{\frac {mv_{1}^{2}}{2}}}} {\displaystyle W=\Delta E_{k}=E_{k_{2}}-E_{k_{1}}={\frac {mv_{2}^{2}}{2}}-{\frac {mv_{1}^{2}}{2}}}

kus m on objekti mass ja v on objekti kiirus.

Kui objektile mõjub konstantne jõud F, samal ajal kui objekt on nihkunud kaugusele d, ning jõud ja nihkumine on paralleelsed, siis on objektile tehtud töö F ja d korrutis:

W = F d {\displaystyle W=F\cdot d} {\displaystyle W=F\cdot d}

Kui jõud ja nihkumine on samas suunas, on töö positiivne. Kui jõud ja nihkumine on vastassuunalised, on töö negatiivne. Näiteks on tõstetava raamatu raskuse poolt tehtav töö negatiivne. See tuleneb sellest, et allapoole suunatud raskus on ülespoole suunatud nihkega vastupidises suunas.

Pesapallur teeb tööd pallile, kandes sellesse energiat.Zoom
Pesapallur teeb tööd pallile, kandes sellesse energiat.

Küsimused ja vastused

K: Mis on töö füüsikas?


V: Töö on jõud, mida objekt kogeb, kui sellele rakendatakse teatud aja jooksul jõudu.

K: Kuidas kujutatakse tööd matemaatiliselt?


V: Töö esitatakse valemiga W=Fs cos è, kus W tähistab tööd, F tähistab jõu suurust, s tähistab nihet ja cos è tähistab nurka jõu suuna ja tegeliku nihkesuuna vahel.

K: Mis juhtub, kui jõu ja nihke suuna vahel on nurk?


V: Kui jõu ja nihkumise suuna vahel on nurk, siis tehakse vähem tööd, sest see muutub vähem tõhusaks kui paralleelselt tõukamine. Mida risti (90°) jõu suunaga, seda rohkem tööd läheneb nullile. Kui see on suurem kui 90°, siis on üldine liikumine vastupidises suunas, kui oli jõuga ette nähtud; tulemuseks on negatiivne töö.

K: Kas soojusjuhtivust peetakse töö vormiks?


V: Ei, soojusjuhtivust ei käsitleta töö vormina, kuna makroskoopiliselt mõõdetavaid jõude ei esine, vaid ainult mikroskoopilised jõud, mis tekivad aatomite kokkupõrgetes.

K: Kes lõi mõiste "töö"?


V: Mõiste "töö" lõi prantsuse matemaatik Gaspard-Gustave Coriolis 1830. aastatel.

K: Mida väidab töö-energeetika teoreem?


V: Töö-energeetika teoreemi kohaselt, kui jäigale objektile mõjub väline jõud, mis põhjustab selle kineetilise energia muutumise Ek1-st Ek2-ni, siis mehaanilise töö (W) saab arvutada, kasutades mv2/2 - mv1/2 , kus m tähistab massi ja v kiirust.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3