Back to the topics list

ажил

Физикийн ажлын тухай ойлголтыг ойлгох

Физикийн ертөнцөд ажил гэдэг нь өдөр тутмын хэрэглээнээс тэс өөр маш өвөрмөц утгатай байдаг. Бид хөдөлмөрийг оюун санааны болон бие бялдрын хүч чармайлтыг хамарсан аливаа үйл ажиллагаа гэж ерөнхийд нь ойлгодог бол физикийн хувьд ажил нь алсын зайд хүч хэрэглэх замаар нэг объектоос нөгөө объект руу энерги шилжих үйл явц гэж тодорхойлогддог. Нэг ёсондоо тухайн объектыг ямар нэгэн хүч хөдөлгөхөд ажил хийдэг.

Ажлын үндсэн томъёо

Ажлыг тооцоолох хамгийн үндсэн томъёог дараах байдлаар илэрхийлнэ.

Хаана:

• W нь хийсэн ажил (жоуль, J),
• F нь хэрэглэсэн хүч (ньютоноор, N),
• d нь хүч хэрэглэх зай (метрээр, м) ба
• \(\theta\) нь хүч ба хөдөлгөөний чиглэлийн хоорондох өнцөг юм.

Энэ томьёо нь ажил гүйцэтгэхийн тулд хүч нь объектыг хөдөлгөх ёстой бөгөөд гүйцэтгэсэн ажил нь тухайн хүчний хэмжээ болон түүнийг хэрэглэх зайтай холбоотой гэдгийг хэлж өгдөг.

Ажилтай холбоотой эрчим хүчний төрлүүд

Ажил дууссаны дараа энерги нь объектуудын хооронд шилжих эсвэл нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилждэг. Энэ нөхцөлд эрчим хүчний хоёр үндсэн ангилал нь:

• Боломжит эрчим хүч: Ажил хийх боломжтой хуримтлагдсан энерги. Энэ нь таталцал эсвэл цахилгаан соронзон гэх мэт хүчний талбайн доторх объектын байрлалаас хамаардаг. Сонгодог жишээ бол таталцлын потенциал энергитэй газраас тодорхой өндөрт баригдсан бөмбөг юм.
• Кинетик энерги: Тухайн объектын хөдөлгөөнтэй холбоотой энерги. Энэ нь тухайн объектын масс ба хурдаас хамаарна. Хөдөлгөөнт машин нь кинетик энергитэй байдаг бөгөөд энэ нь ажил гүйцэтгэж буй хөдөлгүүрээс машинд шилждэг.

Кинетик энергийг ( \(KE\) ) томъёогоор тооцоолж болно:

Хаана:

• m нь объектын масс (килограмм, кг) ба
• v - объектын хурд (секундэд метрээр, м/с).

Потенциал энерги, ялангуяа таталцлын потенциал энерги ( \(PE\) )-ийг дараах байдлаар тодорхойлно.

Хаана:

• g нь таталцлын хурдатгал (дэлхий дээрх \(9.81 m/s^2\) ба
• h нь жишиг цэгээс дээш өндөр (метрээр, м).

Ажил, эрчим хүч, хүч чадлын хоорондын хамаарал

Ажил, эрчим хүч, хүч гэсэн ойлголтууд нь физикт хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Объект дээр ажил хийх үед энэ нь ерөнхийдөө энергийн өөрчлөлтөд хүргэдэг - боломжит энергийг кинетик энерги болгон хувиргадаг эсвэл эсрэгээр. Ажил гүйцэтгэх эсвэл эрчим хүч дамжуулах хурд гэж тодорхойлсон хүч нь эдгээр ойлголтыг илүү холбодог.

Ваттаар (Вт) илэрхийлсэн хүч нь ажил хэр хурдан хийгдэж байгааг эсвэл эрчим хүчийг нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт хэр хурдан шилжүүлж байгааг илэрхийлдэг. Өндөр хүчин чадалтай хөдөлгүүр нь богино хугацаанд их хэмжээний ажлыг гүйцэтгэх боломжтой.

Ажил ба эрчим хүчний практик жишээ

Ажил, эрч хүч хоёр хэрхэн уялдаатай байдгийг илүү сайн ойлгохын тулд хэд хэдэн бодит жишээг авч үзье.

• Вагон татах: Та вагоныг тодорхой зайд татахын тулд хүч хэрэглэхэд вагон дээр ажил хийж байна. Вагоныг хөдөлгөх зайд үзүүлэх хүч нь кинетик энерги болж хувирч, вагоныг хөдөлгөх боломжийг олгодог.
• Зайг цэнэглэх: Батерейг цэнэглэх үед цахилгааны ажил хийгдэнэ. Цэнэглэгчээс батарей руу цахилгаан энерги шилжиж, түүний хадгалсан химийн потенциал энергийг нэмэгдүүлдэг.
• Пүршийг шахах: Пүршийг шахах хүч хэрэглэснээр пүрш дээр ажиллаж, уян харимхай потенциал энергийг хадгалдаг. Энэ хуримтлуулсан энергийг дараа нь рашаан гарах үед ажил хийхэд ашиглаж болно.

Дүгнэлт

Физикийн ажлын тухай ойлголтыг ойлгох нь янз бүрийн системд энерги хэрхэн шилжиж, хувирч байгааг ойлгох гүүр болж өгдөг. Ажил гүйцэтгэх нарийн нөхцөл - хүч нь алсын зайд хөдөлгөөнийг бий болгох ёстой - мөн энэ үйл явц хэрхэн хэмжигддэгийг хүлээн зөвшөөрснөөр бид зөвхөн механик системийг төдийгүй бүхэл бүтэн орчлон ертөнцийг удирддаг үндсэн зарчмуудын талаар ойлголттой болно. Худалдааны тэрэг түлхэх энгийн үйлдлээс эхлээд машины хөдөлгүүр дэх нарийн төвөгтэй харилцан үйлчлэлээс эхлээд ажил, эрчим хүч, хүч чадлын зарчим нь объектуудын зан байдал, харилцан үйлчлэлийг тайлбарлахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр харилцан үйлчлэлээр дамжуулан боломжит болон кинетик энерги солилцдог бөгөөд ажил нь энэхүү солилцоо явагдах орчин болдог гэдгийг санаарай.