Eksempel på mekanisk arbeid

De mekanisk arbeid har blitt definert som handling av en kraft med konstant verdi over en avstand. Det illustreres vanligvis ved å vise en person som beveger et legeme fra et punkt til et annet på det horisontale.

De Arbeid er den fysiske størrelsen resultatet av multiplikasjonen av kraften som brukes over hele distansen, og tar Newton-meter eller Joule som enheter, for det internasjonale målesystemet SI. One Joule er arbeidet som er utført med en kraft på 1 Newton langs 1 meter.

Arbeid er en skalar mengde som vanligvis representeres av bokstaven W, med henvisning til det engelske ordet "Work".

Beregningen er uttrykt som følger:

Hvis den anvendte styrken blir observert som resultatet av et styrkesystem, er det mulig å oppdage de mindre kreftene som er involvert. Når du for eksempel løfter en last med en remskive, fungerer lastvekten og kabelspenningen til remskiven som krefter. Resultatet mellom de to vil avgjøre om belastningen forblir statisk eller begynner å stige. Det du gjør på slutten, multipliseres med avstanden til forskyvningen.

Hvis det mekaniske arbeidet utføres til fordel for en bevegelse som allerede er etablert i kroppen, blir det tatt som positivt og legges til arbeidet som allerede påvirker det., genererer et større totalarbeid.

Hvis det mekaniske arbeidet utføres mot kroppens bevegelse, blir det tatt som negativt og er i motsetning til arbeidet som allerede påvirker kroppen, genererer et mindre resulterende arbeid som invaderer kroppen.

Mekanisk arbeid brukt med en hellingsvinkel

 Det er tilfeller der kraften til å forskyve objektet ikke blir påført horisontalt, synkronisert med bevegelsen, men i en vinkel i forhold til planet. Dette betyr at kraften som utøves virker med en vertikal komponent og med en horisontal komponent.

I den horisontale forskyvningen av kroppen blir den vertikale komponenten ikke vurdert fordi objektet ikke stiger i luften, men bare beveger seg horisontalt, så vi fortsetter bare med å beregne styrken som virkelig genererer bevegelsen.

For å beregne kraften som interesserer oss multipliserer vi kraften som brukes av Cosine av vinkelen. På denne måten blir kraften oversatt til riktig bevegelsesretning.

Så, ved å bruke denne likheten til beregningen av mekanisk arbeid, vil den nye formelen være:

Mekanisk arbeid innen termodynamikk

For å bedre forstå den termodynamiske konteksten av mekanisk arbeid, er det nødvendig å definere det lukkede systemet. Et lukket system er en beholder med et definert volum og der det ikke er noen materiellutveksling med utsiden. Det er bare utveksling av energi og arbeid gjennom grensen eller kanten av systemet.

I termodynamikk brukes mekanisk arbeid i lukkede systemer, enten som en støtte eller konsekvens av fenomenet som oppstår inni dem.

Et sylinderstempelsystem vil bli brukt som et eksempel. Hvis en gass er innesluttet i et sylinder-stempel-system, og temperaturen eller trykket varieres, vil gasspartiklene De vil svare på denne endringen i containeren, gruppere eller spre seg i større grad, og generere en variasjon i volumet forstått.

Dette fenomenet ekspansjon eller kompresjon manifesteres enda tydeligere når en kjemisk reaksjon oppstår. hvis støkiometri innebærer en endring i volum, fra reaktanter til produkter, slik som forbrenning.

Forbrenningsmotoren er det klareste eksemplet på anvendelse av mekanisk arbeid oppnådd ved en kjemisk reaksjon i et lukket termodynamisk system.

Parametrene som Arbeidet i et lukket termodynamisk system beregnes med, er gitt av følgende uttrykk:

Ovennevnte ligning beregner arbeidet og multipliserer systemtrykket med volumendringen. For uendelige endringer har vi differensialuttrykket:

Og uttrykket mellom det første og det endelige volumet V1 og V2 er integrert.

Det er to tilfeller der ligningen kan integreres:

Første sak: Trykket er konstant i systemet, så bare dens numeriske verdi er plassert til venstre for integreringssymbolet, og bare differensial dV er integrert.

Andre sak: Trykk er en funksjon av volumet P = Φ (V), som settes inn mellom integrasjonssymbolet og differensial, og fortsett til integreringen, term for term, mellom grensene V1 og V2, til du når verdien numerisk av W.

Å flytte en pall med en gaffeltruck innebærer vertikalt mekanisk arbeid for å løfte den, og vannrett for å bringe den til sin plass.

I en forbrenningsmotor genererer reaksjonen av bensin med gnisten fra tennpluggen og luft a ekspansjon i stempelet som gir mekanisk arbeid, som deretter vil bli kommunisert til veivakselen og dekk.

I kommersielle havner, der det er mange store metallbokser, brukes kraner til å flytte dem. Først er kranhjulet festet til boksen; den stiger i luften med moderat hastighet, og til slutt beveger den seg horisontalt for å sette den på plass på skipet dit den skal transporteres.

I termoelektriske anlegg driver dampen som genereres av kjelen turbinene, som kommuniserer mekanisk arbeid til generatorene for å produsere elektrisk energi.

De mekatroniske armene som opererer i bilmonteringselementene, utfører mekanisk arbeid på delene, for å transportere dem og tilpasse dem på designstedet.

Et noe mer abstrakt mekanisk arbeid er det som genererer vinden mot seilene til et skip for å bevege det over vannet. Det er derfor seilene er strategisk ordnet, for å få mest mulig ut av arbeidet som den bevegelige luften kan bringe.

I byggebransjen har trascabos ansvar for å påføre mekanisk arbeid på råvaren, det være seg sand, sement, kalk. Først blir så mye som mulig samlet i bøtta, deretter transportert og til slutt deponert der den skal brukes. De er mellom tre og fire mekaniske arbeidsprosesser.