Affärsformler: Förklaring av material, exempelfrågor och diskussion

Formeln för arbete är W = F x S, där F är kraften och S är det avstånd objektet har rest. Detta arbete kan också bestämmas med hjälp av ett objekts energidifferens.

Ofta hör vi termen "ansträngning" i vardagen. I allmänhet kommer en person att försöka få vad han vill.

Det visar sig dock att ansträngningar också förklaras i vetenskapen mer exakt inom fysikområdet. Låt oss därför titta närmare på vad som kallas arbete ur fysik synvinkel.

Ansträngning

Definition

"I grund och botten är ansträngning en åtgärd eller handling på ett objekt eller system för att ändra systemets tillstånd."

Ämnet för affärer är något som är vanligt och vi gör det ofta i vardagen.

När vi till exempel flyttar en hink fylld med vatten försöker vi få skopan att flytta från sin ursprungliga plats.

Affärsformel

Matematiskt definieras arbete som produkten av den kraft som verkar på objektet och hur långt det har rört sig.

W = F. A s

Om du har studerat om integraler är förskjutningen av avståndet på grund av den kraft som verkar en graf som ändras kontinuerligt. Således kan ekvationen för affärsformeln skrivas

Information:

W = arbete (joule)

F = kraft (N)

Δs = skillnad i avstånd (m)

Som vi vet är kraft och avstånd vektormängder. Arbete är produkten av punkten mellan kraft och avstånd, så vi måste multiplicera samma vektorkomponenter. För mer information, låt oss titta på bilden nedan.

På bilden ovan drar personen ett rep bundet till en låda med kraft F och bildar en vinkel θ. Lådan flyttas sedan s.

Med tanke på att arbete är produkten av punkterna, är kraften som kan multipliceras med avståndet kraften på x-axeln. Därför kan formeln för arbete skrivas som

W = F cos θ. s

där θ är vinkeln mellan repet och lådans plan.

I allmänhet är den ansträngning vi ofta nämner bara dess absoluta värde. Arbetet kan dock också vara positivt och negativt eller till och med noll.

Arbetet kommer att sägas vara negativt om objektet eller systemet fungerar mot kraften eller lättare när kraften och dess förskjutning är i motsatta riktningar.

Under tiden, när kraften och förskjutningen är i samma riktning, kommer arbetet att vara positivt. Men när objektet inte genomgår en förändring i tillståndet är dess arbete noll.

Läs också: Systematik i 1945 års konstitution (komplett) före och efter ändringar

Energi

Innan vi diskuterar vidare om affärer måste vi först veta om insatsens partner, nämligen energi.

Ansträngning och energi är en oskiljaktig enhet. Detta beror på att ansträngning är en form av energi.

"I grund och botten är energi förmågan att utföra arbete."

Som fallet är när vi flyttar en skopa behöver vi energi så att skopan kan flyttas.

Energi klassificeras också i två typer, nämligen potentiell energi och kinetisk energi.

Potentiell energi

I grund och botten är potentiell energi en energi som ett objekt besitter när ett objekt inte rör sig eller vilar. Ett exempel är när vi lyfter upp en hink med vatten.

När skopan har lyftts kommer våra händer att kännas tunga för att hålla skopan från att falla. Detta beror på att skopan har potentiell energi även om skopan inte rör sig.

Generellt är potentiell energi resultatet av inverkan av tyngdkraften. I det tidigare fallet kändes skopan tung när den lyfts och var redan på toppen.

Detta beror på att potentiell energi påverkas av objektets position. Ju högre objekt, desto större är dess potentiella energi.

Dessutom påverkas potentiell energi också av massa och dess gravitationella acceleration. Således kan mängden potentiell energi skrivas som

Ep = m. g. h

Information:

Ep = potentiell energi (joule)

m = massa (kg)

g = tyngdacceleration (9,8 m / s2)

h = objektets höjd (m)

Dessutom, om ett företag bara påverkas av potentiell energi. Således bestäms mängden arbete av skillnaden mellan den potentiella energin efter och innan objektet rör sig.

W = ΔEp

W = m. g. (h2 - h1)

Information:

h2 = höjden på det slutliga objektet (m)

h1 = höjden på det ursprungliga objektet (m)

Rörelseenergi

Ett annat fall med potentiell energi, det finns en energi som föremål besitter vid rörelse som kallas kinetisk energi.

Alla föremål i rörelse måste ha kinetisk energi. Mängden kinetisk energi är proportionell mot objektets hastighet och massa.

Matematiskt kan mängden kinetisk energi skrivas enligt följande:

Ek = 1/2 mv 2

Information:

Ek = kinetisk energi (joule)

m = massa (kg)

v = hastighet (m / s)

Om ett objekt bara påverkas av kinetisk energi, kan arbetet som utförs av objektet beräknas utifrån skillnaden i kinetisk energi.

W = AEk

W = 1 / 2. m (V2 - v1) 2

Information:

v2 = sluthastighet (m / s)

v1 = initialhastighet (m / s)

Mekanisk energi

Det finns ett tillstånd där ett objekt har två typer av energi, nämligen potentiell energi och kinetisk energi. Detta tillstånd kallas mekanisk energi.

Läs också: Bild av kubnät, Komplett + exempel

I grund och botten är mekanisk energi en kombination av två typer av energi, nämligen kinetisk och potential som verkar på föremål.

Em = Ep + Ek

Information:

Em = mekanisk energi (joule)

Enligt lagen om energibesparing kan en energi inte skapas och förstöras.

Detta är nära relaterat till mekanisk energi, där all energi kan omvandlas från potentiell energi till kinetisk energi eller vice versa. Som ett resultat kommer den totala mekaniska energin alltid att vara densamma oavsett position.

Em1 = ​​Em2

Information:

Em1 = ​​initial mekanisk energi (joule)

Em2 = slutlig mekanisk energi (joule)

Exempel på arbets- och energiformler

Följande är några exempel på frågor för att förstå fall relaterade till arbets- och energiformeln.

Exempel 1

Ett objekt med en massa på 10 kg rör sig på en plan och hal yta utan någon friktion, om objektet skjuts med en kraft på 100 N som bildar en vinkel på 60 ° mot den horisontella riktningen. Mängden arbete om objektets förskjutning är 5 m är

Svar

W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100.0,5.5 = 250 Joule

Exempel 2

Ett block med en massa på 1800 gram (g = 10 m / s2) dras vertikalt i 4 sekunder. Om blocket rör sig 2 m högt blir den resulterande effekten

Svar

Energi = Kraft. tid

Ep = P. t

mg h = P. t

1,8 .10. 2 = P. 4

36 = s.4

P = 36/4 = 9 watt

Exempel 3

Ett barn vars massa är 40 kg befinner sig på tredje våningen i en byggnad på en höjd av 15 m från marken. Beräkna barnets potentiella energi om barnet nu befinner sig på 5: e våningen och ligger 25 m från marken!

Svar

m = 40 kg

h = 25 m

g = 10 m / s ^

Ep = mxgxh

Ep = (40) (10) (25) = 10000 joule

Exempel 4

Ett föremål med en vikt på 10 kg rör sig vid 20 m / s. Genom att ignorera den befintliga friktionskraften på föremål. Bestäm förändringen i kinetisk energi om objektets hastighet blir 30 m / s!

Svar
m = 10 kg
v1 = 20 m / s
v2 = 30 m / s
Δ Ek = Ek2-Ekl
Δ Ek = ½ m (v2²- v1²)
Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 j

Exempel 5

Ett objekt med en massa på 2 kg föll fritt från toppen av en flervåningsbyggnad som var 100 m hög. Om friktion med luft försummas och g = 10 ms-2, är arbetet med tyngdkraften till en höjd av 20 m från marken

Svar
W = mgA
W = 2 x 10 x (100 - 20)
W = 1600 joule

Således diskussionen om formeln för ansträngning och energi, förhoppningsvis kan den vara användbar för dig.