Ọrụ e ji ike rụọ
1.1 Nkọwa Ọrụ
Ọ bụrụ na ị pịa akwụkwọ n'elu tebụl ruo mgbe akwụkwọ ahụ gbapụrụ, a na-agwa gị na ị rụọla ọrụ n'akwụkwọ ahụ. Ọ bụrụ na ihe daa n'ala n'ihi ike ndọda, a na-ekwu na ike ndọda ahụ arụọla ọrụ n'ihe ahụ. N'aka nke ọzọ, ọ bụrụ na ị pịa ihe n'ike gị niile ruo n'ókè nke na ọsụsọ na-agba gị nke ukwuu, mana ihe ahụ anaghị agagharị ma ọlị, a na-ekwu na ị rụbeghị ọrụ ọ bụla n'ihe ahụ. N'ụbọchị niile, ndị mmadụ nwere ike ikwu na ị rụọla ọrụ siri ike site n'ịkwanye ihe ahụ mana na Fizik, ị naghị arụ ọrụ n'ihe ahụ n'ihi na ọ dịghị mgbanwe nke ihe ahụ.
Enwere ike ịrụ ọrụ n'ihe site n'ike na-adịgide adịgide (ọnụọgụ na ntụziaka ya na-adịgide adịgide) ma ọ bụ ike na-agbanwe agbanwe (ọnụọgụ na ntụziaka ya na-agbanwe agbanwe). Ihe atụ nke ike nwere ọnụọgụ na ntụziaka na-adịgide adịgide bụ ike ndọda, nke na-arụ ọrụ na ihe mgbe ihe ahụ dị nso n'elu ala. Mgbe ihe dị n'okpuru ọdịda n'efu nso n'elu ala, ọnụọgụ na ntụziaka nke ọsọ ọdịda n'efu nke ihe ahụ na-adịgide adịgide n'ihi na ọnụọgụ na ntụziaka nke ike ndọda na-eme ka ihe ahụ dịkwuo ngwa ngwa na-adịgide adịgide. Ihe atụ nke ike nwere ọnụọgụ na-adịghị agbanwe agbanwe (mana nwere ntụziaka na-adịgide adịgide) bụ ike mmiri . Ihe atụ ọzọ bụ rọketi a na-ebuga n'ime mbara igwe ma ọ bụ na-alaghachi n'elu ụwa. Mgbe a na-ebuga rọketi, ọnụọgụ ike ndọda na-arụ ọrụ na ya na-agbanwe n'ụzọ dị iche na anya square site na etiti ụwa.
1.1.1 Ọrụ ndị ọkachamara na - arụ
N'ihe gbasara mgbakọ na mwepụ, a na-akọwa ọrụ ike na-adịgide adịgide na ihe dị ka mbugharị nke a mụbara site na ike ma ọ bụ akụkụ nke ike nke nwere otu ụzọ ahụ dị ka mbugharị ihe ahụ. Lee ihe dị n'elu mbara ala dị larịị nke nwere mbugharị n'aka nri nke ike nrụgide (F) kpatara.
Foto nke 1. (N'elu) Ụzọ nke nchụpụ ihe ahụ dị ka ike F. (N'ala) Ụzọ nke nchụpụ ihe ahụ dị ka akụkụ nke ike F n'akụkụ kwụ ọtọ (F cos).
Ọrụ nke ike nrụgide (F) na-arụ bụ:
W = (F)(s)(cos θ) = F s (cos 0) = F s (1)
W = F s
Ọrụ nke akụkụ nke ike F na-arụ n'ụzọ kwụ ọtọ (F cos θ) bụ:
W = (F cos θ)(s)(cos 0) = (F cos )(s)(1)
W = F s cos θ
Ọrụ nke ike esemokwu kinetic (f k ) na-arụ bụ:
W = (f k )(s)(cos 180) = (f k )(s)(-1)
W = – (f k )(s)
Ọrụ nke ike nkịtị (N) na-arụ bụ:
W = (N)(s)(cos 90) = (N)(s)(0) = 0
Ọrụ nke ibu (w) rụrụ bụ:
W = (w)(s)(cos 90) = (w)(s)(0) = 0
Nkọwa: W = ọrụ, s = ọnụọgụ nke mgbanwe, θ = nkuku dị n'etiti ike na mgbanwe.
Nyocha 2.
(a) Ihe ahụ nọ n'ọdịda n'efu. Ibu ya dị n'otu ụzọ ahụ ka ọ dị n'ọdịda (b) Ihe ahụ na-aga n'elu kwụ ọtọ. Ụzọ ibu ya dị iche na ụzọ ọ dị n'ọdịda.
N'ihe atụ gara aga, ọrụ nke ibu (w) rụrụ nwere uru efu dịka ntụziaka nke ibu ihe ahụ si dị kpọmkwem na ntụziaka nke mbugharị ihe ahụ. Ọ dị mkpa ịmara na ọrụ nke ibu ahụ rụrụ agaghị enwe uru efu ma ọ bụrụ na ntụziaka nke ibu ahụ dị otu ma ọ bụ megide ntụziaka nke mbugharị ihe ahụ.
Ọrụ e ji ibu (w) mee n'ihe ahụ nke dị n'oge ọdịda efu nke egosiri na eserese a bụ:
W = F s (cos θ) = wh (cos 0) = wh (1) = wh = mgh
Ọrụ nke ibu (w) dị n'ihe ahụ nke na-aga n'ihu kwụ ọtọ na-arụ nke egosiri na eserese b bụ:
W = F s (cos θ) = wh (cos 180) = wh (-1) = – wh = – mgh
Nkọwa: w = ibu (Newton), h = elu (mita), m = oke (kg), g = osooso ike ndọda (mita kwa sụkwịa sekọnd).
Dịka nkọwa gara aga si dị, a na-eme nkwubi okwu ndị a: Nke mbụ, ọ bụrụ na ihe anaghị enwe mgbanwe ọ bụla, ike a na-etinye n'ihe ahụ anaghị arụ ọrụ ọ bụla. Ọ bụrụ na s = 0, W = 0; Nke abụọ, ọ bụrụ na ike emepụta akụkụ enyere iji gaa na mgbanwe nke ihe, naanị akụkụ nke ike ahụ na-ekerịta otu ntụziaka ahụ dị ka mgbanwe nke ihe ahụ na-arụ ọrụ na ihe ahụ; Nke atọ, ike nọ n'akụkụ kwụ ọtọ na ntụziaka nke mgbanwe nke ihe ga-emepụta akụkụ nke 90 o . Cos 90 = 0; Nke anọ, ọrụ nwere ike inwe akara dị mma ma ọ bụ na-adịghị mma. Ọ bụrụ na ike ahụ dị n'otu ntụziaka ahụ dị ka mgbanwe nke ihe ahụ ma mepụta akụkụ nke 0 o , ọ na-arụ ọrụ dị mma na ihe ahụ. N'aka nke ọzọ, ọ bụrụ na ike ahụ nwere ntụziaka dị iche na ntụziaka nke mgbanwe nke ihe ahụ ma mepụta akụkụ nke 180 o , ọ na-arụ ọrụ na-adịghị mma na ihe ahụ.
Foto nke 3. Ike (F) - eserese mgbanwe (s). Ọrụ ahụ hà nhata na mpaghara agba.
Ọrụ nke ike na-adịgide adịgide na-arụ n'ihe mgbe ihe ahụ na-enwe mgbanwe hà nhata na mpaghara gbara ọchịchịrị na eserese ike (F) - ọnọdụ (s).
A na-akpọ ọrụ W (elu mkpụrụedemede ukwu), a na-akpọkwa ibu dị ka w (obere mkpụrụedemede). Ngụkọta SI nke ọrụ bụ mita Newton ∙ (N m). Ọ bụ otu ihe ahụ na Joule, nke a na-akpọ J.
A kpọrọ ya aha ahụ iji sọpụrụ otu dọkịta Britain nke narị afọ nke 19 , James Prescott Joule.
Ajụjụ 1: Ọrụ nke ike na-adịgide adịgide rụrụ
Ihe dị n'ala na-enweghị esemokwu. A na-etinye ike nke 10 N n'elu ihe ahụ, na-eme ka akụkụ ogo 30 dakwasị ala. Ọ bụrụ na ihe ahụ agaa mita 1, ole ọrụ ka ike dị n'ihe ahụ na-arụ?
ngwọta:
A maara: F = 10 N, s = 1 mita
Achọtara: Ọrụ (W)
W = (F)(s)(cos 30 o ) = (10 N)(1 m)(1/2 √ 3) = 5 √ 3 N m
Ajụjụ ihe atụ nke abụọ: Ọrụ site n'ike na-adịgide adịgide
Aki oyibo nke dị kilogram 0.2 na-ada n'efu site n'ịdị elu nke mita 10 site n'elu ala. Ọ bụrụ na ọsọ ndọda bụ 10 m/s 2 , kedu ọrụ a na-arụ site na ibu na aki oyibo?
ngwọta:
A maara: m = 0.2 kg, h = 10 m, g = 10 m/s 2
A chọrọ: Ọrụ (W) site na ibu (w)
W = F s = wh = mgh = (0.2 kg)(10 m/s 2 )(10 m) = 20 kg m 2 / s 2 = 20 N m = 20 Joules
1.1.2 Ọrụ site na ike mgbanwe
Ihe atụ nke ike mgbanwe bụ ike mmalite. Ọnụọgụ ike mmalite na-agbanwe mgbe niile. Ya mere, a pụghị ịgbakọ ọrụ nke ike mmalite na ihe site na iji usoro ọrụ nke ike na-agbanwe agbanwe (W = F s cos θ). Ọ bụrụ na a gbatịa mmiri, ka a na-agbatị mmiri ahụ, otú ahụ ka a chọrọ ka ike nrụgide dịkwuo elu iji gbasaa mmiri ahụ. Ọ bụrụkwa na a gbatịa mmiri ahụ, ka a na-agbatị mmiri ahụ, otú ahụ ka a chọrọ ka ike nrụgide dịkwuo elu. Mgbe a gbatịa mmiri ahụ ma ọ bụ gbasaa ya, ike mmalite ahụ na-agbanwe site na 0 (x = 0) gaa na uru kachasị elu (F = kx). Ya mere, a na-agbakọ ọnụọgụ ike mmalite site na iji nkezi. Nkezi ọnụọgụ ike mmalite bụ:
Ọrụ spring force na-arụ n'ihe bụ:
W = ọrụ, x = Δx = spring divideration (mita), F = spring power (Newton).
Ajụjụ ihe atụ nke 3: Ọrụ site na ike mgbanwe
N'elu mmiri, a na-etinye ibu arọ nke nwere oke ibu nke 1 kg, ya mere mmiri ahụ na-agbatị site na 2 cm. Ọ bụrụ na ọsọ ike ndọda bụ 10 m/s 2 , chọpụta (a) ihe na-agbanwe agbanwe nke mmiri (b) ọrụ nke ike mmiri na-arụ na ibu ahụ.
ngwọta:
A maara: m = 1 kg, g = 10 m/s 2 , x = Δx = 2 cm = 0.02 m.
(a) ihe na-agbanweghi agbanwe nke oge opupu ihe ubi
(b) ndị agha mmiri na ibu ahụ rụrụ ọrụ ahụ.
W = -1/2 kx 2 = -1/2 (500)(0.02) 2 = – (250)(0.0004) = -0.1 Joule
Ọrụ nke ike mmiri na-arụ na ibu ahụ nwere uru na-adịghị mma dịka ntụziaka nke ike mmiri ahụ dị iche na ntụziaka nke mbugharị ibu ahụ (ike mmiri dị n'akụkụ elu, ibu dị n'akụkụ ala).
1.2 Ọrụ Net ma ọ bụ Ọrụ Net Force
Ọ bụrụ na e nwere naanị otu ike na-arụ ọrụ n'ihe mgbe ihe ahụ na-enwe mgbanwe, ọrụ nke ike net na-arụ hà nhata ọrụ nke ike ahụ mere. Dịka ọmụmaatụ, ọ bụrụ na ihe dị n'okpuru ọdịda efu ma a leghara mmachi ikuku anya, naanị ike na-arụ ọrụ na ihe ahụ bụ ike ndọda. N'okwu a, ike net na-arụ ọrụ na ihe ahụ bụ ike ndọda (lee eserese nke 2).
W net = ike ndọda W
Ọ bụrụ na ụfọdụ ike na-arụ ọrụ n'ihe mgbe ihe ahụ na-enwe mgbanwe, ọrụ nke ike net na-arụ hà nhata ọrụ net nke ike niile na-arụ na ihe ahụ na-arụ (lee eserese 1).
W net = W 1 + W 2 + W 3 + W 4
A pụkwara ịgbakọ ọrụ nke ike net ahụ rụrụ n'ihe site n'ịchọta ike net ahụ mbụ wee mụbaa ya na ọnụọgụ nke mgbanwe ahụ.
W = ΣF s
Ihe atụ ajụjụ nke anọ: Netwọk
A na-akwa igbe kwụ ọtọ n'elu ala site n'ike nke 20 N ruo mgbe igbe ahụ ga-aga mita 1 n'ebe dị anya. Ọ bụrụ na ike nrụgide ahụ dị n'otu ụzọ ahụ dị ka mgbanwe igbe ahụ si dị, na n'ime igbe ahụ, ike esemokwu nke 2 N na-arụ ọrụ, chọpụta ọnụọgụ ọrụ net nke ike net dị n'ime igbe ahụ rụrụ.
ngwọta:
A maara: F = 20 N, f k = 2 N, s = 1 m
W 1 = F s = (20 N)(1 m) = 20 Nm = 20 Joules
W 2 = f k s = – (2 N)(1 m) = – 2 Nm = – 2 Joules
Ọrụ netwọk ma ọ bụ ọrụ nke ndị agha netwọk na-arụ
W net = W 1 – W 2 = 20 J – 2 J = 18 J
Ajụjụ ihe atụ nke 4) Ike nrụgide (F) na-arụ ọrụ dị mma, ike esemokwu kinetic (f k ) na-arụ ọrụ na-adịghị mma
