Fọ́múlá Iṣòwò
Nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ fisiksi, èrò iṣẹ́ jẹ́ pàtàkì kan, ó ń ṣàlàyé ìyípadà agbára tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ nígbà tí agbára bá mú kí ohun kan gbéra. Iṣẹ́ ń kó ipa pàtàkì nínú onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀ àdánidá àti àwọn ohun èlò ìmọ̀-ẹ̀rọ. Àpilẹ̀kọ yìí yóò ṣàlàyé ní kíkún fún ìlànà iṣẹ́, àpẹẹrẹ, àwọn ohun tí ó ń lò nínú ìgbésí ayé ojoojúmọ́, àti ìbáṣepọ̀ rẹ̀ pẹ̀lú agbára.
Ìtumọ̀ Iṣòwò
Iṣẹ́ jẹ́ ìwọ̀n scalar tí a ń ṣe nígbà tí agbára kan bá mú kí ó ṣí lọ. Agbára kan tí ó fa ìyípadà tí ó bá ìtọ́sọ́nà agbára náà mu ni a ń ṣe iṣẹ́ náà. Nínú àwọn ẹ̀ka SI, a ń wọn iṣẹ́ náà ní joules (J), níbi tí joule 1 bá dọ́gba pẹ̀lú 1 newton meter (N·m).
Fọ́múlá ìpìlẹ̀ fún ṣíṣírò iṣẹ́ (\(W \)) ni:
\[ W = F \cdot d \cdot \cos(\theta) \]
iṣẹ́ mi:
– \( W \) jẹ́ iṣẹ́,
– \( F \) ni iye agbara ti n ṣiṣẹ lori ohun naa,
– \( d \) ni yíyípo ohun naa,
– \( \theta \) ni igun laarin itọsọna agbara ati itọsọna ti yiyọ kuro.
Igbiyanju ninu Agbara Nigbagbogbo
Fún agbára tí ó dúró ṣinṣin tí ó ń ṣiṣẹ́ ní ìbámu pẹ̀lú ìtọ́sọ́nà ìyípòpadà (\( \theta = 0 \) kí \( \cos(0) = 1 \)), a mú kí àgbékalẹ̀ iṣẹ́ náà rọrùn sí:
\[ W = F \cdot d \]
Fún àpẹẹrẹ, tí a bá tì àpótí kan pẹ̀lú agbára tí ó dúró ṣinṣin ti 10 newtons fún àwọn mítà 5, iṣẹ́ tí a ṣe ni:
\[ W = 10 \, \text{N} \times 5 \, \text{m} = 50 \, \text{J} \]
Nítorí náà, iṣẹ́ tí a ṣe jẹ́ 50 joules.
Iṣòwò ní Àyípadà Àṣà
Tí agbára tó ń ṣiṣẹ́ lórí ohun kan bá yípadà ní ojú ọ̀nà ìyípòpadà, a ó ṣírò iṣẹ́ náà nípa lílo integrated:
\[ W = \int_{x_1}^{x_2} F(x) \, dx \]
Àpapọ̀ yìí ṣe àkópọ̀ iṣẹ́ tí àwọn agbára tó yàtọ̀ síra ṣe ní gbogbo ibi tí wọ́n ti yí padà láti \(x_1 \) sí \(x_2 \).
Àpẹẹrẹ ti Iṣiro Iṣẹ pẹlu Agbara Iyipada
Ká sọ pé agbára tó ń ṣiṣẹ́ lórí ohun kan yàtọ̀ síra pẹ̀lú \( F(x) = 2x \) àti pé ohun náà ń lọ láti \( x = 0 \) sí \( x = 3 \) mítà. A lè ṣírò iṣẹ́ tí a ṣe báyìí:
\[ W = \int_{0}^{3} 2x \, dx \]
\[ W = 2 \int_{0}^{3} x \, dx \]
\[ W = 2 \osi[ \frac{x^2}{2} \ọtun]_{0}^{3} \]
\[ W = \osi[ x^2 \ọtun]_{0}^{3} \]
\[ W = 3^2 – 0^2 \]
\[ W = 9 \, \ọ̀rọ̀{J} \]
Nítorí náà, iṣẹ́ tí a ṣe jẹ́ 9 joules.
Igbiyanju odi
Iṣẹ́ lè jẹ́ odi tí agbára bá ń ṣiṣẹ́ ní ìtakora sí ìyípòpadà ọkọ̀. Fún àpẹẹrẹ, tí a bá dábùú ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ tí ń lọ, agbára ìyípò láàárín àwọn taya àti ọ̀nà náà ń ṣiṣẹ́ odi nítorí pé agbára ìyípòpadà jẹ́ òdìkejì ìtọ́sọ́nà ìyípò ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà.
Akitiyan ati Agbára
Iṣẹ́ ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú agbára. Ìlànà iṣẹ́-agbára sọ pé iṣẹ́ tí gbogbo agbára tí ń ṣiṣẹ́ lórí ohun kan ń ṣe dọ́gba pẹ̀lú ìyípadà nínú agbára ìṣiṣẹ́ ohun náà. Ní ti ìṣirò:
\[ W = \Delta KE \]
\[ W = \frac{1}{2} m v_f^2 – \frac{1}{2} m v_i^2 \]
iṣẹ́ mi:
– \( \Delta KE \) ni iyipada ninu agbara kinetic,
– \( m \) ni ìwọ̀n ohun náà,
– \( v_f \) ni iyara ikẹhin ti ohun naa,
– \( v_i \) ni iyara ibẹrẹ ti ohun naa.
Àpẹẹrẹ ti Iṣiro Iṣẹ ati Agbara Kinetic
Ká sọ pé ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ kan tí ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 1000 kg ń kọ́kọ́ rìn ní iyàrá 10 m/s. Lẹ́yìn tí ó ti ní ìrírí agbára ìdènà, ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà dúró (iyára ìkẹyìn = 0 m/s). Iṣẹ́ tí agbára ìdènà náà ń ṣe ni:
\[ \Delta KE = \ frac{1}{2} m v_f^2 – \frac{1}{2} m v_i^2 \]
\[ \Delta KE = \frac{1}{2} \times 1000 \, \text{kg} \times (0 \, \text{m/s})^2 – \frac{1}{2} \times 1000 \, \text{kg} \times (10 \, \text{m/s})^2 \]
\[ \Delta KE = 0 – 5000 \, \ọrọ{J} \]
\[ \Delta KE = -5000 \, \ọrọ{J} \]
Nítorí náà, iṣẹ́ tí agbára ìdábùú ṣe jẹ́ -5000 joules, èyí tí ó fihàn pé agbára ìṣiṣẹ́ ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ náà dínkù sí 5000 joules.
Iṣẹ́ àti Agbára Tó Lè Ṣeé Ṣe
Iṣẹ́ tún lè fa ìyípadà nínú agbára tó ṣeé ṣe, pàápàá jùlọ ní àwọn pápá agbára onígbàgbọ́ bíi pápá agbára ìwalẹ̀ tàbí pápá iná mànàmáná. Nínú pápá agbára ìwalẹ̀, iṣẹ́ tí a ṣe láti gbé ohun kan sókè sí gíga \(h \) lòdì sí agbára agbára ìwalẹ̀ ni:
\[ W = mgh \]
iṣẹ́ mi:
– \( m \) ni ìwọ̀n ohun náà,
– \( g \) ni isare ti o jẹyọ nitori agbara walẹ (9,8 m/s² lori oju ilẹ aye),
– \( h \) ni gíga ohun náà.
Àpẹẹrẹ Ìṣirò Iṣẹ́ Nínú Iṣẹ́ Líle
Ká sọ pé ohun kan tí ó ní ìwọ̀n 5 kg ni a gbé sókè sí gíga mítà méjì. Iṣẹ́ tí a ṣe láti gbé ohun náà sókè ni:
\[ W = mgh \]
\[ W = 5 \, \text{kg} \times 9,8 \, \text{m/s}^2 \times 2 \, \text{m} \]
\[ W = 98 \, \ọ̀rọ̀{J} \]
Nítorí náà, iṣẹ́ tí a ṣe láti gbé ohun náà sókè jẹ́ 98 joules.
Àwọn Ohun Èlò Iṣòwò ní Ìgbésí Ayé Ojoojúmọ́
1. Gbigbe ọkọ: Ẹ́ńjìnnì ọkọ̀ ni wọ́n ń ṣe iṣẹ́ láti gbé ọkọ̀ láti ibì kan sí ibòmíràn. Lílóye iṣẹ́ àti agbára ń ran lọ́wọ́ láti ṣe àwọn ẹ̀rọ tó gbéṣẹ́.
2. Eré Ìdárayá: Àwọn eléré ìdárayá máa ń sapá nígbà tí wọ́n bá ń ju bọ́ọ̀lù, tí wọ́n bá ń fò, tàbí tí wọ́n bá ń sáré. Àwọn olùkọ́ni máa ń lo èrò ìsapá láti mú kí iṣẹ́ àwọn eléré ìdárayá sunwọ̀n sí i.
3. Ìkọ́lé: Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ lo èrò ìsapá láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ètò gbígbé àti àwọn ohun èlò wúwo tí a lò nínú kíkọ́ àwọn ilé àti ètò ìṣẹ̀dá.
4. Agbára Tí A Lè Ṣàtúnṣe: Nínú àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ agbára tí a lè yípadà, bí ẹ̀rọ afẹ́fẹ́ àti àwọn páànẹ́lì oòrùn, àwọn èrò iṣẹ́ àti agbára ni a lò láti yí agbára àdánidá padà sí agbára iná mànàmáná.
Ipari
Iṣẹ́ jẹ́ èrò pàtàkì nínú ìmọ̀-ẹ̀rọ fisiksi tó ń ṣàlàyé bí agbára ṣe ń gbé e nípasẹ̀ agbára tó ń fa ìyípadà. Nípa lílo ìlànà ìpìlẹ̀ \( W = F \cdot \cdot \cos(\theta) \), a lè ṣírò iṣẹ́ tí agbára tó ń yí padà tàbí agbára tó ń yí padà ń ṣe. Iṣẹ́ ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú agbára kínẹ́ẹ̀tì àti agbára tó lè ṣiṣẹ́ dáadáa, ó sì ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun tó ṣe pàtàkì nínú ìgbésí ayé àti ìmọ̀-ẹ̀rọ ojoojúmọ́. Òye tó dára nípa iṣẹ́ ń jẹ́ kí a ṣe àwọn ètò tó gbéṣẹ́ kí a sì lóye onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀ ara tó ń ṣẹlẹ̀ ní àyíká wa.
