Работа - Лексикон за физика

Лексикон за физика: Работа

работа, Термин за термин кој потекнува од поимите сила и патека (или патека) и е тесно поврзан со поимот енергија. Единицата за работа на SI е џул (J). (Енергетски единици)

1) механика: Ако масовната точка е поместена долж патека со примена на сила, тука се работи. Математичката дефиниција за работата е

, во кои Ф. го означува векторот на силата и г.р бесконечно малиот елемент на патеката Ц., по кој дејствува силата. Може да се каже дека работата е интегрален пат на силата. Во физичка смисла, работата зависи само од компонентата на силата Ф. изведен, елементот на патеката г.р е насочен паралелно. Од оваа дефиниција произлегува дека сила која има масовна точка Не смени (г.р = 0), не работи, и дека не се работи ниту на патеки што одат нормално на силата.

Патот тече Ц. во специјалниот случај директно и силата секогаш се фаќа под истиот агол α тогаш интегралот едноставно станува скаларен производ

В. = = Ф. · Δр = = Ф.Δркос (α).

Знакот на работата се определува така што со позитивно В. самата сила работи, додека е во негативна В. против силата на работата мора да се потроши.

Врската помеѓу работата и енергијата е илустрирана со примерот на Работа за забрзување јасен Ако р(т) траекторијата на тежиштето на тело со маса м е, тогаш со цел да се забрза телото, според основната динамичка равенка, силата

да се примени, и за работата што е потребна за да се одржи телото со брзина

1 за забрзување до брзината v2 резултати

во кои Е.роднина, 2 - Е.кин, 1 е промена во кинетичката енергија.

На експлицитно наведување на трасата генерално е неопходна и може да се изостави само ако работата недвосмислено зависи само од почетната и крајната точка на движењето. Се повикуваат полињата за кои се однесува ова конзервативен и за нив потенцијална енергија

наведете. Работата за движење на масовна точка на р1 после р2 тогаш е едноставно потенцијалната разлика помеѓу овие две точки:

, и по која било затворена патека исчезнува:

.

Работата направена на физички систем во полето на конзервативна сила е повикана во системот потенцијална енергија и потоа може да се зачува како а кинетичка енергија ослободете се повторно: На пример, кога еластично се протега пружина, пролетната константа к околу патеката x силата за враќање која се спротивставува на движењето kx да се надминат. Тука работи затегнувањето kx 2/2, која се складира како потенцијална енергија во пролетта и се враќа кога е опуштена.

Друг пример се движењата во земјиното гравитационо поле, кое е исто така поле на конзервативна сила. Станува тело со маса м на ова поле по која било патека до висината Х. подигната, исто така е и работата за подигнување В. = = Ф. · Х. = = mgh неопходни Оваа работа не е изгубена, телото има потенцијална енергија Е.тенџере победи (зборува и за еден Енергија на позицијата), што точно одговара на работата за подигнување. Ако телото падне на првобитната висина, таму ќе ја достигне брзината

(Закони за пад) и сега ја има кинетичката енергија

(Тука не се занемарува триењето).

Конверзијата на потенцијалната енергија во кинетичка енергија и обратно, што е карактеристично за полињата на конзервативната сила, доведува до закон за зачувување на енергијата во механиката. Во реалните системи, покрај конзервативните сили, улога играат и дисидациските сили (триење) и зависните од времето.

За концептот на работа, времето за кое се изведува работата е ирелевантно. Како и да е, може да биде корисно да се погледне извршената работа по единица време. Терминот што потоа влегува во игра е перформанс.

2) Електродинамика: Силата на полнежот во електромагнетното поле се пресметува како

. Магнетното поле Б. не работи на товарот, бидејќи соодветната компонента на силата е секогаш нормална на насоката на движење на товарот. Бидејќи електричното поле Е. е конзервативен, односно во согласност со

на потенцијал φ може да се проследи наназад, општиот израз за работата на движењето на полнежот во електромагнетното поле резултира како производ на полнеж и потенцијална разлика У:

Електричната работа за случајот на стационарни струи произлегува од ова

, во кои

електричната струја и т е времетраењето на протокот на струја. Општо е дело на произволно зависна од електрична струја од времето

; ова е поедноставено за хармонични наизменични напони

и

до

.

3) термодинамика: Во термодинамиката се проширува концептот на сила. Генерализираните сили Xi се аналогни на механиката според

Се дефинирани,

каде што xj надворешни параметри на системот како што се волуменот, бројот на честички во системот или надворешно поле. Оној со бесконечна мала промена на параметарот xi завршена работа е тогаш

, промената на енергијата г.Е. е според првиот закон

, со правење П се залага за топлина. Термодинамички, работата направена на систем може да се дефинира како промена на енергијата преку промена на надворешните параметри со истовремена топлинска изолација, т.е. со постојана содржина на топлина во системот. Работата, како и топлината на процесот, генерално зависи од патот на процесот во просторот на надворешните параметри; затоа не претставува состојба на состојба со која може да се карактеризира состојбата на рамнотежа на системот. Големината е соодветно

, обележано со цртичка на диференцијалниот симбол, а не целосен диференцијал.

Наједноставниот и во исто време најважниот случај на термодинамичка работа е тоа Работа за промена на волуменот, т.е. работата што е потребна кога се менува јачината на звукот г.x = г.В. против притисокот X = = стр мора да се направи. Термодинамичкиот систем работи со управување со квази-статички процес

= = стрг.В. на.

Друг пример за работа во термодинамичка смисла е она што електричното поле го прави при поларизација на диелектрик. Тоа зависи од тоа кои делови од енергијата се доделуваат на термодинамичкиот систем. Се предава

, во кои В. јачината на звукот, Е. електричното поле и Д. се диелектричното поместување. Овој израз ја содржи и енергетската компонента за поларизација на медиумот и таа за електричното поле (во вакуум). Ако некој ја занемари енергијата на полето, заради

чистата поларизација работи исто така

, во кои П. се залага за поларизација. Кој енергетски израз треба да се користи зависи од прашањето и дадената експериментална ситуација.

Во специфицирање на работа што магнетно поле на јачина Х. мора да настапи на магнетизиран медиум со цел да се магнетизира М. ситуацијата е аналогна: Ако се земе предвид енергијата на полето, се применува следново

. Ако енергијата на полето е запоставена, добиваме чиста работа на магнетизација

, затоа што

, во кои Б. што е магнетна индукција. Енергетската компонента на магнетното поле игра одлучувачка улога во магнетокалоричниот ефект и адијабатската демагнетизација.

4) Квантна механика: Бидејќи концептот на работа е цврсто поврзан со концептот на сила и концептот на орбита, тој не игра суштинска улога во квантната механика, бидејќи овие два поима се во голема мера напуштени во квантната механика. Некој зборува само, на пример, нешто непрецизно, за работата на електроните од атомската решетка.

Работа 1: Да работиме при движење на полнеж во електрично поле.

Работа 2: Да работиме во експанзија на гас со движење на клипот.

Можеби ќе ве интересира: Спектрум - Die Woche: 48/2020

• Дигитални изданија
• Изданија за печатење
• Врвен продавач
• Пакети

Мислење на читателот

Ако имате било какви коментари за содржината на овој напис, можете да ги известите уредниците по е-пошта. Го читаме вашето писмо, но бараме разбирање за кое не можеме да одговориме на секое.

Обем на персоналот I и II

Силвија Барнер
Д-р Матијас Делбрик
Д-р Сладолед од раиналд
Натали Фишер
Валтер Грелих (уредник)
Карстен Хајниш
Соња Нагел
Д-р Гунар радони
МС (оптика) Лин Шилинг-Бенц
Д-р Јоаким Шилер

Том III на персоналот

Кристин Вебер
Улрих Килијан

Автори (А) и консултанти (Б):

Кратенката на авторот е во квадратни загради, бројот во кружни загради е број на тематската област; список на предметните области може да се најде во предговорот.

Том IV на персоналот

Д-р Улрих Килијан (одговорен)
Кристин Вебер

Прив.-Доз. Д-р Дитер Хофман, Берлин

Автори (А) и консултанти (Б):

Кратенката на авторот е во квадратни загради, бројот во кружни загради е број на тематската област; список на предметните области може да се најде во предговорот.

Обем на персоналот V

Д-р Улрих Килијан (одговорен)
Кристин Вебер

Прив.-Доз. Д-р Дитер Хофман, Берлин

Автори (А) и консултанти (Б):

Кратенката на авторот е во квадратни загради, бројот во кружни загради е број на тематската област; список на предметните области може да се најде во предговорот.

---