இயற்பியலில் இயந்திர வேலை என்றால் என்ன? சக்தி வேலை

IN அன்றாட வாழ்க்கைபெரும்பாலும் நாம் வேலை போன்ற ஒரு கருத்தை சந்திக்கிறோம். இயற்பியலில் இந்த வார்த்தையின் அர்த்தம் என்ன மற்றும் மீள் சக்தியின் வேலையை எவ்வாறு தீர்மானிப்பது? இந்த கேள்விகளுக்கான பதில்களை நீங்கள் கட்டுரையில் காணலாம்.

இயந்திர வேலை

வேலை என்பது ஒரு ஸ்கேலார் இயற்கணித அளவு ஆகும், இது சக்திக்கும் இடப்பெயர்ச்சிக்கும் இடையிலான உறவை வகைப்படுத்துகிறது. இந்த இரண்டு மாறிகளின் திசையும் இணைந்தால், அது பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

• எஃப்- வேலை செய்யும் விசை திசையன் தொகுதி;
• எஸ்- இடப்பெயர்ச்சி திசையன் தொகுதி.

உடலில் செயல்படும் சக்தி எப்போதும் வேலை செய்யாது. உதாரணமாக, புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை அதன் திசையானது உடலின் இயக்கத்திற்கு செங்குத்தாக இருந்தால் பூஜ்ஜியமாகும்.

விசை திசையன் இடப்பெயர்ச்சி திசையனுடன் பூஜ்ஜியமற்ற கோணத்தை உருவாக்கினால், வேலையைத் தீர்மானிக்க மற்றொரு சூத்திரம் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்:

A=FScosα

α - விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி திசையன்களுக்கு இடையிலான கோணம்.

பொருள் இயந்திர வேலை இடப்பெயர்ச்சியின் திசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் தொகுதியின் மீதான விசையின் ப்ரொஜெக்ஷன் அல்லது விசையின் திசை மற்றும் இந்த விசையின் தொகுதி ஆகியவற்றின் மீது இடப்பெயர்ச்சியின் ப்ரொஜெக்ஷனின் தயாரிப்பு ஆகும்.

இயந்திர வேலை அடையாளம்

உடலின் இயக்கத்துடன் தொடர்புடைய சக்தியின் திசையைப் பொறுத்து, வேலை A ஆனது:

• நேர்மறை (0°≤ α<90°);
• எதிர்மறை (90°<α≤180°);
• பூஜ்ஜியத்திற்கு சமம் (α=90°).

A>0 எனில், உடலின் வேகம் அதிகரிக்கிறது. ஒரு உதாரணம் ஒரு ஆப்பிள் மரத்திலிருந்து தரையில் விழுகிறது. A இல்<0 сила препятствует ускорению тела. Например, действие силы трения скольжения.

SI (இன்டர்நேஷனல் சிஸ்டம் ஆஃப் யூனிட்ஸ்) யூனிட் ஜூல் (1N*1m=J) ஆகும். ஒரு ஜூல் என்பது ஒரு சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை, அதன் மதிப்பு 1 நியூட்டன் ஆகும், ஒரு உடல் சக்தியின் திசையில் 1 மீட்டர் நகரும் போது.

மீள் சக்தியின் வேலை

சக்தியின் வேலையை வரைபடமாகவும் தீர்மானிக்க முடியும். இதைச் செய்ய, F s (x) வரைபடத்தின் கீழ் வளைவு உருவத்தின் பகுதியைக் கணக்கிடுங்கள்.

எனவே, வசந்தத்தின் நீட்சியின் மீள் சக்தியின் சார்பு வரைபடத்திலிருந்து, மீள் சக்தியின் வேலைக்கான சூத்திரத்தைப் பெறலாம்.

இது சமம்:

A=kx 2/2

• கே- விறைப்பு;
• x- முழுமையான நீளம்.

நாம் என்ன கற்றுக்கொண்டோம்?

ஒரு உடலில் ஒரு சக்தி பயன்படுத்தப்படும் போது இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது, இது உடலின் இயக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சிக்கு இடையில் ஏற்படும் கோணத்தைப் பொறுத்து, வேலை பூஜ்ஜியமாக இருக்கலாம் அல்லது எதிர்மறை அல்லது நேர்மறை அடையாளமாக இருக்கலாம். மீள் சக்தியின் உதாரணத்தைப் பயன்படுத்தி, வேலையைத் தீர்மானிப்பதற்கான ஒரு வரைகலை முறையைப் பற்றி நீங்கள் கற்றுக்கொண்டீர்கள்.

இயந்திர வேலை என்பது உடல் உடல்களின் இயக்கத்தின் ஒரு ஆற்றல் பண்பு ஆகும், இது ஒரு அளவிடல் வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது. இது உடலில் செயல்படும் சக்தியின் மாடுலஸுக்கு சமம், இந்த விசையால் ஏற்படும் இடப்பெயர்ச்சியின் மாடுலஸ் மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான கோணத்தின் கொசைன் மூலம் பெருக்கப்படுகிறது.

ஃபார்முலா 1 - இயந்திர வேலை.

எஃப் - உடலில் செயல்படும் சக்தி.

s - உடல் இயக்கம்.

cosa - விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சிக்கு இடையே உள்ள கோணத்தின் கொசைன்.

இந்த சூத்திரம் ஒரு பொதுவான வடிவம் கொண்டது. பயன்படுத்தப்பட்ட விசைக்கும் இடப்பெயர்ச்சிக்கும் இடையே உள்ள கோணம் பூஜ்ஜியமாக இருந்தால், கொசைன் 1 க்கு சமமாக இருக்கும். அதன்படி, வேலையானது விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் உற்பத்திக்கு மட்டுமே சமமாக இருக்கும். எளிமையாகச் சொன்னால், ஒரு உடல் சக்தியைப் பயன்படுத்தும் திசையில் நகர்ந்தால், இயந்திர வேலை என்பது சக்தி மற்றும் இடப்பெயர்ச்சியின் தயாரிப்புக்கு சமம்.

இரண்டாவது சிறப்பு வழக்கு, உடலில் செயல்படும் சக்திக்கும் அதன் இடப்பெயர்ச்சிக்கும் இடையே உள்ள கோணம் 90 டிகிரி ஆகும். இந்த வழக்கில், 90 டிகிரி கொசைன் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமம், எனவே வேலை பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்கும். உண்மையில், என்ன நடக்கிறது என்றால், நாம் ஒரு திசையில் சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறோம், மேலும் உடல் அதற்கு செங்குத்தாக நகரும். அதாவது, நம் சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் உடல் தெளிவாக நகராது. இதனால் உடலை அசைக்க நம் படை செய்யும் வேலை பூஜ்யம்.

படம் 1 - ஒரு உடலை நகர்த்தும்போது சக்திகளின் வேலை.

ஒரு உடலில் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட சக்திகள் செயல்பட்டால், உடலில் செயல்படும் மொத்த விசை கணக்கிடப்படும். பின்னர் அது ஒரே சக்தியாக சூத்திரத்தில் மாற்றப்படுகிறது. சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் உள்ள ஒரு உடல் நேர்கோட்டில் மட்டுமல்ல, தன்னிச்சையான பாதையிலும் செல்ல முடியும். இந்த வழக்கில், இயக்கத்தின் ஒரு சிறிய பகுதிக்கு வேலை கணக்கிடப்படுகிறது, இது நேராகக் கருதப்படலாம், பின்னர் முழு பாதையிலும் சுருக்கமாகக் கூறலாம்.

வேலை நேர்மறையாகவும் எதிர்மறையாகவும் இருக்கலாம். அதாவது, இடப்பெயர்ச்சி மற்றும் சக்தி திசையில் இணைந்தால், வேலை நேர்மறையானது. ஒரு சக்தி ஒரு திசையில் பயன்படுத்தப்பட்டு, உடல் மற்றொரு திசையில் நகர்ந்தால், வேலை எதிர்மறையாக இருக்கும். எதிர்மறை வேலைக்கான ஒரு எடுத்துக்காட்டு உராய்வு சக்தியின் வேலை. உராய்வு விசை இயக்கத்திற்கு எதிராக இயக்கப்படுவதால். ஒரு உடல் விமானத்தில் நகர்வதை கற்பனை செய்து பாருங்கள். உடலில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சக்தி அதை ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் தள்ளுகிறது. இந்த சக்தி உடலை நகர்த்துவதற்கு சாதகமான வேலை செய்கிறது. ஆனால் அதே நேரத்தில், உராய்வு சக்தி எதிர்மறையான வேலையைச் செய்கிறது. இது உடலின் இயக்கத்தை மெதுவாக்குகிறது மற்றும் அதன் இயக்கத்தை நோக்கி செலுத்துகிறது.

படம் 2 - இயக்கம் மற்றும் உராய்வு விசை.

இயந்திர வேலை ஜூல்ஸில் அளவிடப்படுகிறது. ஒரு ஜூல் என்பது ஒரு உடலை ஒரு மீட்டர் நகர்த்தும்போது ஒரு நியூட்டனின் சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை. உடலின் இயக்கத்தின் திசைக்கு கூடுதலாக, பயன்படுத்தப்படும் சக்தியின் அளவும் மாறலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு நீரூற்று சுருக்கப்படும்போது, ​​அதில் செலுத்தப்படும் விசை பயணித்த தூரத்திற்கு விகிதத்தில் அதிகரிக்கும். இந்த வழக்கில், வேலை சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது.

ஃபார்முலா 2 - ஒரு நீரூற்றின் சுருக்க வேலை.

k என்பது வசந்த விறைப்பு.

x - நகரும் ஒருங்கிணைப்பு.

இயக்கத்தின் ஆற்றல் பண்புகள் இயந்திர வேலை அல்லது சக்தியின் வேலை என்ற கருத்தின் அடிப்படையில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.

ஒரு நிலையான விசை F → மூலம் செய்யப்படும் வேலை A என்பது, கோணத்தின் கொசைனால் பெருக்கப்படும் விசை மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி தொகுதிகளின் உற்பத்திக்கு சமமான உடல் அளவு ஆகும். α , விசை திசையன்கள் F → மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி s → இடையே அமைந்துள்ளது.

இந்த வரையறை படம் 1 இல் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளது. 18. 1.

வேலை சூத்திரம் இவ்வாறு எழுதப்பட்டுள்ளது,

A = F s cos α.

வேலை என்பது ஒரு அளவுகோல் அளவு. இது (0° ≤ α இல் நேர்மறையாக இருப்பதை சாத்தியமாக்குகிறது< 90 °) , отрицательной при (90 ° < α ≤ 180 °) . Когда задается прямой угол α , тогда совершаемая сила равняется нулю. Единицы измерения работы по системе СИ - джоули (Д ж) .

ஒரு ஜூல் என்பது விசையின் திசையில் 1 மீ நகர்த்த 1 N விசையால் செய்யப்படும் வேலைக்குச் சமம்.

படம் 1. 18. 1. வேலை F →: A = F s cos α = F s s

F s → விசை F → இயக்கத்தின் திசையில் s → விசை நிலையானதாக இருக்காது, மேலும் சிறிய இயக்கங்களுக்கான வேலையின் கணக்கீடு Δ s i சூத்திரத்தின்படி சுருக்கப்பட்டு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது:

A = ∑ ∆ A i = ∑ F s i ∆ s i .

இந்த வேலையின் அளவு வரம்பிலிருந்து கணக்கிடப்படுகிறது (Δ s i → 0) பின்னர் ஒருங்கிணைப்புக்கு செல்கிறது.

வேலையின் வரைகலை பிரதிநிதித்துவம் படம் 1 இன் வரைபட F s (x) இன் கீழ் அமைந்துள்ள வளைவு உருவத்தின் பகுதியிலிருந்து தீர்மானிக்கப்படுகிறது. 18. 2.

படம் 1. 18. 2. வேலையின் கிராஃபிக் வரையறை Δ A i = F s i Δ s i .

ஒருங்கிணைப்பைச் சார்ந்திருக்கும் ஒரு விசையின் உதாரணம், ஹூக்கின் சட்டத்திற்குக் கீழ்ப்படியும் ஒரு நீரூற்றின் மீள் சக்தியாகும். ஒரு நீரூற்றை நீட்டுவதற்கு, F → விசையைப் பயன்படுத்துவது அவசியம், இதன் மாடுலஸ் வசந்தத்தின் நீளத்திற்கு விகிதாசாரமாகும். இதை படம் 1ல் காணலாம். 18. 3.

படம் 1. 18. 3. நீட்டப்பட்ட வசந்தம். வெளிப்புற விசையின் திசை F → இயக்கம் s → திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது. F s = k x, இங்கு k என்பது வசந்த விறைப்பைக் குறிக்கிறது.

F → y p = - F →

x ஆயங்களில் வெளிப்புற விசை மாடுலஸின் சார்பு ஒரு நேர் கோட்டைப் பயன்படுத்தி வரைபடத்தில் திட்டமிடப்படலாம்.

படம் 1. 18. 4. ஸ்பிரிங் நீட்டிக்கப்படும் போது வெளிப்புற விசை மாடுலஸின் ஒருங்கிணைப்பு மீது சார்பு.

மேலே உள்ள படத்தில் இருந்து, முக்கோணத்தின் பகுதியைப் பயன்படுத்தி, வசந்தத்தின் வலது முனையின் வெளிப்புற சக்தியில் செய்யப்பட்ட வேலையைக் கண்டறிய முடியும். சூத்திரம் வடிவம் எடுக்கும்

ஒரு ஸ்பிரிங் அழுத்தும் போது வெளிப்புற சக்தியால் செய்யப்படும் வேலையை வெளிப்படுத்த இந்த சூத்திரம் பொருந்தும். இரண்டு நிகழ்வுகளும் மீள் விசை F → y p வெளிப்புற விசையின் வேலைக்கு சமம் என்று காட்டுகின்றன F → , ஆனால் எதிர் அடையாளத்துடன்.

வரையறை 2

ஒரு உடலில் பல சக்திகள் செயல்பட்டால், மொத்த வேலைக்கான சூத்திரம் அதில் செய்யப்படும் அனைத்து வேலைகளின் கூட்டுத்தொகையாக இருக்கும். ஒரு உடல் மொழிபெயர்ப்பாக நகரும் போது, ​​சக்திகளின் பயன்பாட்டின் புள்ளிகள் சமமாக நகரும், அதாவது, அனைத்து சக்திகளின் மொத்த வேலையும் பயன்படுத்தப்படும் சக்திகளின் விளைவின் வேலைக்கு சமமாக இருக்கும்.

படம் 1. 18. 5. இயந்திர வேலை மாதிரி.

சக்தி நிர்ணயம்

சக்திஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு ஒரு சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

சக்தியின் இயற்பியல் அளவைப் பதிவுசெய்தல், N எனக் குறிக்கப்படும், வேலை A இன் விகிதத்தின் வடிவத்தை, நிகழ்த்தப்பட்ட வேலையின் காலத்திற்கு t ஆகும், அதாவது:

வரையறை 4

SI அமைப்பு வாட் (W t) ஐ ஒரு அலகு சக்தியாகப் பயன்படுத்துகிறது, இது 1 வினாடியில் 1 J வேலை செய்யும் சக்தியின் சக்திக்கு சமம்.

உரையில் பிழையைக் கண்டால், அதை முன்னிலைப்படுத்தி Ctrl+Enter ஐ அழுத்தவும்

இயந்திர வேலை. வேலை அலகுகள்.

அன்றாட வாழ்க்கையில், "வேலை" என்ற கருத்து மூலம் எல்லாவற்றையும் புரிந்துகொள்கிறோம்.

இயற்பியலில், கருத்து வேலைசற்றே வித்தியாசமானது. இது ஒரு திட்டவட்டமான உடல் அளவு, அதாவது அதை அளவிட முடியும். இயற்பியலில் இது முதன்மையாகப் படிக்கப்படுகிறது இயந்திர வேலை .

இயந்திர வேலைகளின் எடுத்துக்காட்டுகளைப் பார்ப்போம்.

மின்சார இன்ஜினின் இழுவை விசையின் கீழ் ரயில் நகர்கிறது, மேலும் இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது. ஒரு துப்பாக்கி சுடப்பட்டால், தூள் வாயுக்களின் அழுத்த விசை வேலை செய்கிறது - அது பீப்பாயில் புல்லட்டை நகர்த்துகிறது, மேலும் புல்லட்டின் வேகம் அதிகரிக்கிறது.

இந்த எடுத்துக்காட்டுகளிலிருந்து, ஒரு உடல் சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் நகரும் போது இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது என்பது தெளிவாகிறது. ஒரு உடலில் செயல்படும் ஒரு சக்தி (உதாரணமாக, உராய்வு விசை) அதன் இயக்கத்தின் வேகத்தை குறைக்கும் போது இயந்திர வேலையும் செய்யப்படுகிறது.

அமைச்சரவையை நகர்த்த விரும்புகிறோம், நாங்கள் அதை கடுமையாக அழுத்துகிறோம், ஆனால் அது நகரவில்லை என்றால், நாங்கள் இயந்திர வேலை செய்ய மாட்டோம். சக்திகளின் பங்கேற்பு இல்லாமல் ஒரு உடல் நகரும் போது ஒரு வழக்கை கற்பனை செய்யலாம் (இந்த விஷயத்தில், இயந்திர வேலையும் செய்யப்படவில்லை);

எனவே, ஒரு சக்தி உடலில் செயல்படும் போது மட்டுமே இயந்திர வேலை செய்யப்படுகிறது .

உடலில் அதிக சக்தி செயல்படுவதையும், இந்த சக்தியின் செல்வாக்கின் கீழ் உடல் பயணிக்கும் பாதையை நீண்ட காலமாகச் செய்வதையும் புரிந்துகொள்வது கடினம் அல்ல.

இயந்திர வேலை பயன்படுத்தப்படும் விசைக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும், பயணித்த தூரத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும் .

எனவே, இந்த விசையின் இந்த திசையில் பயணிக்கும் சக்தி மற்றும் பாதையின் மூலம் இயந்திர வேலையை அளவிட நாங்கள் ஒப்புக்கொண்டோம்:

வேலை = சக்தி × பாதை

எங்கே ஏ- வேலை, எஃப்- வலிமை மற்றும் கள்- பயணித்த தூரம்.

1 மீ பாதையில் 1N விசையால் செய்யப்படும் வேலையே ஒரு யூனிட் வேலை என்று எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.

வேலை அலகு - ஜூல் (ஜே ) ஆங்கில விஞ்ஞானி ஜூல் பெயரிடப்பட்டது. இவ்வாறு,

1 ஜே = 1N மீ.

மேலும் பயன்படுத்தப்பட்டது கிலோஜூல்கள் (kJ) .

1 kJ = 1000 J.

சூத்திரம் A = Fsசக்தி போது பொருந்தும் எஃப்நிலையானது மற்றும் உடலின் இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது.

சக்தியின் திசையானது உடலின் இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போனால், இந்த சக்தி நேர்மறையான வேலையைச் செய்கிறது.

உடல் பயன்படுத்தப்பட்ட சக்தியின் திசைக்கு எதிர் திசையில் நகர்ந்தால், எடுத்துக்காட்டாக, நெகிழ் உராய்வு விசை, இந்த சக்தி எதிர்மறையான வேலையைச் செய்கிறது.

உடலில் செயல்படும் சக்தியின் திசையானது இயக்கத்தின் திசைக்கு செங்குத்தாக இருந்தால், இந்த சக்தி வேலை செய்யாது, வேலை பூஜ்ஜியமாகும்:

எதிர்காலத்தில், இயந்திர வேலையைப் பற்றி பேசுகையில், அதை ஒரு வார்த்தையில் சுருக்கமாக அழைப்போம் - வேலை.

உதாரணம். கிரானைட் ஸ்லாப்பை 0.5 மீ 3 முதல் 20 மீ உயரம் வரை உயர்த்தும்போது செய்யப்படும் வேலையைக் கணக்கிடுங்கள் 2500 கிலோ/மீ3.

கொடுக்கப்பட்டது:

ρ = 2500 கிலோ/மீ 3

தீர்வு:

இதில் F என்பது ஸ்லாப்பை ஒரே சீராக உயர்த்த பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய விசையாகும். இந்த விசையானது ஸ்லாப்பில் செயல்படும் Fstrand விசைக்கு மாடுலஸில் சமம், அதாவது F = Fstrand. மேலும் புவியீர்ப்பு விசையை அடுக்கின் வெகுஜனத்தால் தீர்மானிக்க முடியும்: Fweight = gm. ஸ்லாப்பின் வெகுஜனத்தை கணக்கிடுவோம், அதன் அளவு மற்றும் கிரானைட்டின் அடர்த்தியை அறிந்து கொள்ளுங்கள்: m = ρV; s = h, அதாவது பாதை தூக்கும் உயரத்திற்கு சமம்.

எனவே, m = 2500 kg/m3 · 0.5 m3 = 1250 kg.

F = 9.8 N/kg · 1250 kg ≈ 12,250 N.

A = 12,250 N · 20 m = 245,000 J = 245 kJ.

பதில்: A =245 kJ.

நெம்புகோல்கள்.பவர்.ஆற்றல்

வெவ்வேறு இயந்திரங்களுக்கு ஒரே வேலையை முடிக்க வெவ்வேறு நேரங்கள் தேவை. உதாரணமாக, ஒரு கட்டுமான தளத்தில் உள்ள கிரேன் ஒரு சில நிமிடங்களில் நூற்றுக்கணக்கான செங்கற்களை கட்டிடத்தின் மேல் தளத்திற்கு தூக்கிச் செல்கிறது. இந்த செங்கற்கள் ஒரு தொழிலாளியால் நகர்த்தப்பட்டால், இதைச் செய்ய அவருக்கு பல மணி நேரம் ஆகும். மற்றொரு உதாரணம். ஒரு குதிரை ஒரு ஹெக்டேர் நிலத்தை 10-12 மணி நேரத்தில் உழ முடியும், அதே சமயம் ஒரு டிராக்டரால் பல பங்கு உழவு ( உழுதுண்டு- பூமியின் அடுக்கை கீழே இருந்து வெட்டி அதை குப்பைக்கு மாற்றும் கலப்பையின் ஒரு பகுதி; பல கலப்பை - பல கலப்பைகள்), இந்த வேலை 40-50 நிமிடங்களில் முடிவடையும்.

ஒரு கொக்கு அதே வேலையை தொழிலாளியை விட வேகமாகவும், டிராக்டர் குதிரையை விட வேகமாகவும் செய்கிறது என்பது தெளிவாகிறது. வேலையின் வேகம் சக்தி என்று அழைக்கப்படும் ஒரு சிறப்பு அளவு வகைப்படுத்தப்படுகிறது.

சக்தி என்பது வேலையின் விகிதத்திற்கு சமம்.

சக்தியைக் கணக்கிட, இந்த வேலை செய்யப்படும் நேரத்தில் வேலையைப் பிரிக்க வேண்டும்.சக்தி = வேலை/நேரம்.

எங்கே என்- சக்தி, ஏ- வேலை, டி- வேலை முடிந்த நேரம்.

ஒவ்வொரு நொடியும் அதே வேலை செய்யும் போது சக்தி ஒரு நிலையான அளவு ஆகும் A/tசராசரி சக்தியை தீர்மானிக்கிறது:

என்சராசரி = A/t . J வேலை 1 வினாடியில் செய்யப்படும் சக்தியின் அலகு சக்தியாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது.

இந்த அலகு வாட் என்று அழைக்கப்படுகிறது ( டபிள்யூ) மற்றொரு ஆங்கில விஞ்ஞானி வாட் அவர்களின் நினைவாக.

1 வாட் = 1 ஜூல்/1 வினாடி, அல்லது 1 W = 1 J/s.

வாட் (ஜூல் ஒரு நொடி) - W (1 J/s).

பெரிய அளவிலான சக்திகள் தொழில்நுட்பத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - கிலோவாட் (kW), மெகாவாட் (மெகாவாட்) .

1 MW = 1,000,000 W

1 kW = 1000 W

1 மெகாவாட் = 0.001 டபிள்யூ

1 W = 0.000001 MW

1 W = 0.001 kW

1 W = 1000 mW

உதாரணம். நீர் வீழ்ச்சியின் உயரம் 25 மீ மற்றும் அதன் ஓட்ட விகிதம் நிமிடத்திற்கு 120 மீ3 என்றால் அணையின் வழியாக பாயும் நீர் ஓட்டத்தின் சக்தியைக் கண்டறியவும்.

கொடுக்கப்பட்டது:

ρ = 1000 கிலோ/மீ3

தீர்வு:

விழும் நீரின் நிறை: மீ = ρV,

m = 1000 kg/m3 120 m3 = 120,000 kg (12 104 kg).

நீரில் செயல்படும் ஈர்ப்பு:

F = 9.8 m/s2 120,000 kg ≈ 1,200,000 N (12 105 N)

நிமிடத்திற்கு ஓட்டம் மூலம் செய்யப்படும் வேலை:

A - 1,200,000 N · 25 m = 30,000,000 J (3 · 107 J).

ஓட்ட சக்தி: N = A/t,

N = 30,000,000 J / 60 s = 500,000 W = 0.5 MW.

பதில்: N = 0.5 MW.

பல்வேறு இயந்திரங்கள் ஒரு கிலோவாட்டின் நூறில் மற்றும் பத்தில் ஒரு பங்கு (மின்சார ரேசரின் மோட்டார், தையல் இயந்திரம்) முதல் நூறாயிரக்கணக்கான கிலோவாட்கள் (நீர் மற்றும் நீராவி விசையாழிகள்) வரையிலான சக்திகளைக் கொண்டுள்ளன.

அட்டவணை 5.

சில இயந்திரங்களின் சக்தி, kW.

ஒவ்வொரு இயந்திரத்திற்கும் ஒரு தட்டு (இயந்திர பாஸ்போர்ட்) உள்ளது, இது அதன் சக்தி உட்பட இயந்திரத்தைப் பற்றிய சில தகவல்களைக் குறிக்கிறது.

சாதாரண இயக்க நிலைமைகளின் கீழ் மனித சக்தி சராசரியாக 70-80 W ஆகும். குதிக்கும் போது அல்லது படிக்கட்டுகளில் ஓடும்போது, ​​ஒரு நபர் 730 W வரை ஆற்றலை உருவாக்க முடியும், மேலும் சில சந்தர்ப்பங்களில் இன்னும் அதிகமாகும்.

N = A/t சூத்திரத்தில் இருந்து அது பின்வருமாறு

வேலையைக் கணக்கிட, இந்த வேலை செய்யப்பட்ட நேரத்தில் சக்தியை பெருக்க வேண்டியது அவசியம்.

உதாரணம். அறை விசிறி மோட்டார் 35 வாட்ஸ் சக்தி கொண்டது. அவர் 10 நிமிடங்களில் எவ்வளவு வேலை செய்கிறார்?

பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதி அதைத் தீர்ப்போம்.

கொடுக்கப்பட்டது:

தீர்வு:

A = 35 W * 600s = 21,000 W * s = 21,000 J = 21 kJ.

பதில் ஏ= 21 கி.ஜே.

எளிய வழிமுறைகள்.

பழங்காலத்திலிருந்தே, மனிதன் இயந்திர வேலைகளைச் செய்ய பல்வேறு சாதனங்களைப் பயன்படுத்தினான்.

கையால் நகர்த்த முடியாத ஒரு கனமான பொருளை (கல், அலமாரி, இயந்திரக் கருவி) போதுமான நீளமான குச்சியைப் பயன்படுத்தி - ஒரு நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி நகர்த்த முடியும் என்பது அனைவருக்கும் தெரியும்.

இந்த நேரத்தில், மூவாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நெம்புகோல்களின் உதவியுடன், பண்டைய எகிப்தில் பிரமிடுகள் கட்டப்பட்டபோது, ​​​​கனமான கல் அடுக்குகள் நகர்த்தப்பட்டு அதிக உயரத்திற்கு உயர்த்தப்பட்டன என்று நம்பப்படுகிறது.

பல சந்தர்ப்பங்களில், ஒரு குறிப்பிட்ட உயரத்திற்கு அதிக சுமையை தூக்குவதற்குப் பதிலாக, அதை ஒரு சாய்ந்த விமானத்தில் உருட்டலாம் அல்லது அதே உயரத்திற்கு இழுக்கலாம் அல்லது தொகுதிகளைப் பயன்படுத்தி தூக்கலாம்.

சக்தியை மாற்ற பயன்படும் சாதனங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன வழிமுறைகள் .

எளிய வழிமுறைகள் பின்வருமாறு: நெம்புகோல்கள் மற்றும் அதன் வகைகள் - தொகுதி, வாயில்; சாய்ந்த விமானம் மற்றும் அதன் வகைகள் - ஆப்பு, திருகு. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், வலிமையைப் பெற எளிய வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதாவது உடலில் செயல்படும் சக்தியை பல முறை அதிகரிக்க.

எளிய வழிமுறைகள் வீட்டு மற்றும் அனைத்து சிக்கலான தொழில்துறை மற்றும் தொழில்துறை இயந்திரங்களிலும் காணப்படுகின்றன, அவை பெரிய எஃகுத் தாள்களை வெட்டி, முறுக்கி முத்திரையிடுகின்றன அல்லது துணிகள் தயாரிக்கப்படும் சிறந்த நூல்களை வரைகின்றன. அதே வழிமுறைகளை நவீன சிக்கலான தானியங்கி இயந்திரங்கள், அச்சிடுதல் மற்றும் எண்ணும் இயந்திரங்களில் காணலாம்.

நெம்புகோல். நெம்புகோலில் உள்ள சக்திகளின் சமநிலை.

எளிமையான மற்றும் மிகவும் பொதுவான பொறிமுறையை கருத்தில் கொள்வோம் - நெம்புகோல்.

நெம்புகோல் என்பது ஒரு நிலையான ஆதரவைச் சுற்றி சுழலக்கூடிய ஒரு திடமான உடலாகும்.

ஒரு தொழிலாளி ஒரு சுமை தூக்கும் நெம்புகோலாக காக்கைப்பட்டையை எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறார் என்பதை படங்கள் காட்டுகின்றன. முதல் வழக்கில், சக்தி கொண்ட தொழிலாளி எஃப்காக்கையின் முனையை அழுத்துகிறது பி, இரண்டாவது - முடிவை எழுப்புகிறது பி.

தொழிலாளி சுமையின் எடையைக் கடக்க வேண்டும் பி- செங்குத்தாக கீழ்நோக்கி இயக்கப்பட்ட விசை. இதைச் செய்ய, அவர் காக்கைக் கம்பியை ஒரே ஒரு அச்சின் வழியாகத் திருப்புகிறார் அசைவற்றமுறிவு புள்ளி அதன் ஆதரவின் புள்ளியாகும் பற்றி. வலிமை எஃப்இதன் மூலம் தொழிலாளி நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்தி குறைவாக இருக்கும் பி, இதனால் தொழிலாளி பெறுகிறார் வலிமை பெற. ஒரு நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி, நீங்கள் சொந்தமாக தூக்க முடியாத அளவுக்கு அதிக சுமைகளைத் தூக்கலாம்.

படம் ஒரு நெம்புகோலைக் காட்டுகிறது, அதன் சுழற்சியின் அச்சு உள்ளது பற்றி(ஃபுல்க்ரம்) சக்திகளின் பயன்பாட்டின் புள்ளிகளுக்கு இடையில் அமைந்துள்ளது ஏமற்றும் IN. மற்றொரு படம் இந்த நெம்புகோலின் வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது. இரண்டு சக்திகளும் எஃப் 1 மற்றும் எஃப்நெம்புகோலில் செயல்படும் 2 ஒரு திசையில் இயக்கப்படுகிறது.

நெம்புகோலில் விசை செயல்படும் ஃபுல்க்ரம் மற்றும் நேர் கோட்டிற்கு இடையே உள்ள குறுகிய தூரம் விசையின் கை என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த செங்குத்து நீளம் இந்த சக்தியின் கையாக இருக்கும். என்பதை படம் காட்டுகிறது OA- தோள்பட்டை வலிமை எஃப் 1; OB- தோள்பட்டை வலிமை எஃப் 2. நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்திகள் அதை அதன் அச்சில் இரண்டு திசைகளில் சுழற்றலாம்: கடிகார திசையில் அல்லது எதிரெதிர் திசையில். ஆம், வலிமை எஃப் 1 நெம்புகோலை கடிகார திசையில் சுழற்றுகிறது, மற்றும் விசை எஃப் 2 அதை எதிரெதிர் திசையில் சுழற்றுகிறது.

நெம்புகோல் அதன் மீது பயன்படுத்தப்படும் சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ் சமநிலையில் இருக்கும் நிலையை சோதனை ரீதியாக நிறுவ முடியும். சக்தியின் விளைவு அதன் எண் மதிப்பை (மாடுலஸ்) மட்டுமல்ல, அது உடலுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் புள்ளி அல்லது அது எவ்வாறு இயக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.

ஃபுல்க்ரமின் இருபுறமும் நெம்புகோலில் இருந்து பல்வேறு எடைகள் இடைநிறுத்தப்படுகின்றன (படத்தைப் பார்க்கவும்) இதனால் ஒவ்வொரு முறையும் நெம்புகோல் சமநிலையில் இருக்கும். நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்திகள் இந்த சுமைகளின் எடைக்கு சமம். ஒவ்வொரு சந்தர்ப்பத்திற்கும், விசை தொகுதிகள் மற்றும் அவற்றின் தோள்கள் அளவிடப்படுகின்றன. படம் 154 இல் காட்டப்பட்டுள்ள அனுபவத்திலிருந்து, விசை 2 என்பது தெளிவாகிறது என்சக்தியை சமநிலைப்படுத்துகிறது 4 என். இந்த வழக்கில், படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும், குறைந்த வலிமையின் தோள்பட்டை அதிக வலிமையின் தோள்பட்டை விட 2 மடங்கு பெரியது.

இத்தகைய சோதனைகளின் அடிப்படையில், நெம்புகோல் சமநிலையின் நிலை (விதி) நிறுவப்பட்டது.

ஒரு நெம்புகோல் அதன் மீது செயல்படும் சக்திகள் இந்த சக்திகளின் கைகளுக்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் இருக்கும்போது சமநிலையில் இருக்கும்.

இந்த விதியை ஒரு சூத்திரமாக எழுதலாம்:

எஃப் 1/எஃப் 2 = எல் 2/ எல் 1 ,

எங்கே எஃப் 1மற்றும்எஃப் 2 - நெம்புகோலில் செயல்படும் சக்திகள், எல் 1மற்றும்எல் 2 , - இந்த சக்திகளின் தோள்கள் (படம் பார்க்கவும்).

நெம்புகோல் சமநிலையின் விதி ஆர்க்கிமிடீஸால் 287 - 212 இல் நிறுவப்பட்டது. கி.மு இ. (ஆனால் கடைசி பத்தியில் நெம்புகோல்களை எகிப்தியர்கள் பயன்படுத்தியதாகக் கூறப்பட்டது? அல்லது "நிறுவப்பட்டது" என்ற வார்த்தை இங்கு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறதா?)

நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி ஒரு பெரிய விசையைச் சமப்படுத்த சிறிய விசையைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதை இந்த விதியிலிருந்து பின்பற்றுகிறது. நெம்புகோலின் ஒரு கை மற்றதை விட 3 மடங்கு பெரியதாக இருக்கட்டும் (படத்தைப் பார்க்கவும்). பின்னர், எடுத்துக்காட்டாக, B புள்ளியில் 400 N விசையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நீங்கள் 1200 N எடையுள்ள ஒரு கல்லைத் தூக்கலாம். இன்னும் அதிக சுமைகளைத் தூக்க, தொழிலாளி செயல்படும் நெம்புகோல் கையின் நீளத்தை அதிகரிக்க வேண்டும்.

உதாரணம். ஒரு நெம்புகோலைப் பயன்படுத்தி, ஒரு தொழிலாளி 240 கிலோ எடையுள்ள ஸ்லாப்பை தூக்குகிறார் (படம் 149 ஐப் பார்க்கவும்). சிறிய கை 0.6 மீ எனில் 2.4 மீ பெரிய நெம்புகோல் கைக்கு அவர் என்ன சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறார்?

பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதி அதைத் தீர்ப்போம்.

கொடுக்கப்பட்டது:

தீர்வு:

நெம்புகோல் சமநிலை விதியின்படி, F1/F2 = l2/l1, எங்கிருந்து F1 = F2 l2/l1, F2 = P என்பது கல்லின் எடை. கல் எடை asd = gm, F = 9.8 N 240 kg ≈ 2400 N

பிறகு, F1 = 2400 N · 0.6/2.4 = 600 N.

பதில்: F1 = 600 N.

எங்கள் எடுத்துக்காட்டில், தொழிலாளி 2400 N இன் சக்தியைக் கடக்கிறார், 600 N இன் விசையை நெம்புகோலுக்குப் பயன்படுத்துகிறார், ஆனால் இந்த விஷயத்தில், தொழிலாளி செயல்படும் கை கல்லின் எடை செயல்படும் கையை விட 4 மடங்கு நீளமானது. ( எல் 1 : எல் 2 = 2.4 மீ: 0.6 மீ = 4).

அந்நியச் செலாவணி விதியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு சிறிய சக்தி ஒரு பெரிய சக்தியை சமப்படுத்த முடியும். இந்த வழக்கில், குறைந்த சக்தியின் தோள்பட்டை அதிக வலிமை கொண்ட தோள்பட்டை விட நீளமாக இருக்க வேண்டும்.

சக்தியின் தருணம்.

நெம்புகோல் சமநிலையின் விதி உங்களுக்கு ஏற்கனவே தெரியும்:

எஃப் 1 / எஃப் 2 = எல் 2 / எல் 1 ,

விகிதாச்சாரத்தின் சொத்தைப் பயன்படுத்தி (அதன் தீவிர உறுப்பினர்களின் தயாரிப்பு அதன் நடுத்தர உறுப்பினர்களின் தயாரிப்புக்கு சமம்), நாங்கள் அதை இந்த வடிவத்தில் எழுதுகிறோம்:

எஃப் 1எல் 1 = எஃப் 2 எல் 2 .

சமத்துவத்தின் இடது பக்கத்தில் சக்தியின் விளைவு உள்ளது எஃப் 1 அவள் தோளில் எல் 1, மற்றும் வலதுபுறம் - சக்தியின் தயாரிப்பு எஃப் 2 அவள் தோளில் எல் 2 .

உடல் மற்றும் அதன் தோள்பட்டை சுழலும் சக்தியின் மாடுலஸின் தயாரிப்பு அழைக்கப்படுகிறது சக்தியின் தருணம்; இது M என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. இதன் பொருள்

ஒரு நெம்புகோல் அதை கடிகார திசையில் சுழலும் விசையின் கணம் எதிரெதிர் திசையில் சுழலும் விசையின் தருணத்திற்கு சமமாக இருந்தால் இரண்டு சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ் சமநிலையில் இருக்கும்.

இந்த விதி அழைக்கப்படுகிறது தருணங்களின் விதி , ஒரு சூத்திரமாக எழுதலாம்:

M1 = M2

உண்மையில், நாங்கள் பரிசோதித்ததில் (§ 56), செயல்படும் சக்திகள் 2 N மற்றும் 4 N க்கு சமமாக இருந்தன, அவற்றின் தோள்கள் முறையே 4 மற்றும் 2 நெம்புகோல் அழுத்தங்களாக இருந்தன, அதாவது நெம்புகோல் சமநிலையில் இருக்கும்போது இந்த சக்திகளின் தருணங்கள் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். .

சக்தியின் தருணம், எந்த உடல் அளவைப் போலவே, அளவிட முடியும். விசையின் கணத்தின் அலகு 1 N இன் விசையின் கணமாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது, இதன் கை சரியாக 1 மீ ஆகும்.

இந்த அலகு அழைக்கப்படுகிறது நியூட்டன் மீட்டர் (என் எம்).

விசையின் தருணம் ஒரு சக்தியின் செயலை வகைப்படுத்துகிறது, மேலும் அது விசையின் மாடுலஸ் மற்றும் அதன் அந்நியச் செலாவணி இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் சார்ந்துள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. உண்மையில், எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு கதவின் மீது ஒரு விசையின் செயல், சக்தியின் அளவு மற்றும் விசை எங்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது என்பதை நாம் ஏற்கனவே அறிவோம். கதவைத் திருப்புவது எவ்வளவு எளிதானது, சுழற்சியின் அச்சிலிருந்து வெகு தொலைவில் அதன் மீது செயல்படும் சக்தி பயன்படுத்தப்படுகிறது. குட்டையை விட நீண்ட குறடு மூலம் கொட்டை அவிழ்ப்பது நல்லது. கிணற்றில் இருந்து ஒரு வாளியை தூக்குவது எவ்வளவு எளிது, வாயிலின் கைப்பிடி நீளமானது.

தொழில்நுட்பம், அன்றாட வாழ்க்கை மற்றும் இயற்கையில் நெம்புகோல்கள்.

அந்நியச் செலாவணியின் விதி (அல்லது தருணங்களின் விதி) தொழில்நுட்பம் மற்றும் அன்றாட வாழ்வில் பயன்படுத்தப்படும் பல்வேறு வகையான கருவிகள் மற்றும் சாதனங்களின் செயல்பாட்டிற்கு அடிகோலுகிறது, அங்கு வலிமை அல்லது பயணத்தில் ஆதாயம் தேவைப்படுகிறது.

கத்தரிக்கோலால் வேலை செய்யும் போது நமக்கு பலம் கிடைக்கும். கத்தரிக்கோல் - இது ஒரு நெம்புகோல்(அத்தி), கத்தரிக்கோலின் இரு பகுதிகளையும் இணைக்கும் ஒரு திருகு வழியாக ஏற்படும் சுழற்சியின் அச்சு. செயல்படும் சக்தி எஃப் 1 என்பது கத்தரிக்கோலைப் பிடிக்கும் நபரின் கையின் தசை வலிமை. எதிர் படை எஃப் 2 என்பது கத்தரிக்கோலால் வெட்டப்படும் பொருளின் எதிர்ப்பு சக்தி. கத்தரிக்கோலின் நோக்கத்தைப் பொறுத்து, அவற்றின் வடிவமைப்பு மாறுபடும். காகிதத்தை வெட்டுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட அலுவலக கத்தரிக்கோல், நீளமான கத்திகள் மற்றும் கைப்பிடிகள் கிட்டத்தட்ட அதே நீளம் கொண்டது. காகிதத்தை வெட்டுவதற்கு அதிக சக்தி தேவையில்லை, மேலும் நீண்ட கத்தி ஒரு நேர் கோட்டில் வெட்டுவதை எளிதாக்குகிறது. தாள் உலோகத்தை வெட்டுவதற்கான கத்தரிக்கோல் (படம்.) கத்திகளை விட நீண்ட கைப்பிடிகளைக் கொண்டுள்ளது, ஏனெனில் உலோகத்தின் எதிர்ப்பு சக்தி பெரியது மற்றும் அதை சமப்படுத்த, செயல்படும் சக்தியின் கை கணிசமாக அதிகரிக்கப்பட வேண்டும். கைப்பிடிகளின் நீளம் மற்றும் வெட்டு பகுதியின் தூரம் மற்றும் சுழற்சியின் அச்சுக்கு இடையிலான வேறுபாடு இன்னும் அதிகமாக உள்ளது கம்பி வெட்டிகள்(படம்), கம்பி வெட்டுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

பல இயந்திரங்கள் பல்வேறு வகையான நெம்புகோல்களைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு தையல் இயந்திரத்தின் கைப்பிடி, மிதிவண்டியின் பெடல்கள் அல்லது ஹேண்ட்பிரேக், கார் மற்றும் டிராக்டரின் பெடல்கள் மற்றும் பியானோவின் சாவி ஆகியவை இந்த இயந்திரங்கள் மற்றும் கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படும் நெம்புகோல்களின் எடுத்துக்காட்டுகள்.

நெம்புகோல்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள் வைஸ்கள் மற்றும் பணிப்பெட்டிகளின் கைப்பிடிகள், துளையிடும் இயந்திரத்தின் நெம்புகோல் போன்றவை.

நெம்புகோல் அளவுகளின் செயல் நெம்புகோலின் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது (படம்.). படம் 48 (பக். 42) இல் காட்டப்பட்டுள்ள பயிற்சி அளவுகள் இவ்வாறு செயல்படுகின்றன சம கை நெம்புகோல் . IN தசம அளவுகள்எடைகள் கொண்ட கோப்பை இடைநிறுத்தப்பட்ட தோள்பட்டை சுமை சுமக்கும் தோள்பட்டை விட 10 மடங்கு நீளமானது. இது பெரிய சுமைகளை மிகவும் எளிதாக்குகிறது. ஒரு தசம அளவில் ஒரு சுமையை எடைபோடும்போது, ​​எடைகளின் வெகுஜனத்தை 10 ஆல் பெருக்க வேண்டும்.

கார்களின் சரக்கு கார்களை எடைபோடுவதற்கான செதில்களின் சாதனமும் அந்நிய விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது.

விலங்குகள் மற்றும் மனிதர்களின் உடலின் பல்வேறு பகுதிகளிலும் நெம்புகோல்கள் காணப்படுகின்றன. இவை, எடுத்துக்காட்டாக, கைகள், கால்கள், தாடைகள். பூச்சிகளின் உடலில் (பூச்சிகள் மற்றும் அவற்றின் உடல் அமைப்பு பற்றிய புத்தகத்தைப் படிப்பதன் மூலம்), பறவைகள் மற்றும் தாவரங்களின் கட்டமைப்பில் பல நெம்புகோல்களைக் காணலாம்.

ஒரு தொகுதிக்கு ஒரு நெம்புகோலின் சமநிலையின் விதியின் பயன்பாடு.

தடுஇது ஒரு பள்ளம் கொண்ட ஒரு சக்கரம், ஒரு ஹோல்டரில் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. ஒரு கயிறு, கேபிள் அல்லது சங்கிலி தொகுதி பள்ளம் வழியாக அனுப்பப்படுகிறது.

நிலையான தொகுதி இது ஒரு தொகுதி ஆகும், அதன் அச்சு நிலையானது மற்றும் சுமைகளை தூக்கும் போது உயராது அல்லது குறையாது (படம்).

ஒரு நிலையான தொகுதியை சம-கை நெம்புகோலாகக் கருதலாம், இதில் சக்திகளின் கைகள் சக்கரத்தின் ஆரத்திற்கு சமமாக இருக்கும் (படம்): OA = OB = ஆர். அத்தகைய ஒரு தொகுதி வலிமையின் ஆதாயத்தை வழங்காது. ( எஃப் 1 = எஃப் 2), ஆனால் நீங்கள் சக்தியின் திசையை மாற்ற அனுமதிக்கிறது. அசையும் தொகுதி - இது ஒரு தொகுதி. சுமையுடன் சேர்ந்து உயரும் மற்றும் விழும் அச்சு (படம்.). படம் தொடர்புடைய நெம்புகோலைக் காட்டுகிறது: பற்றி- நெம்புகோலின் ஃபுல்க்ரம் புள்ளி, OA- தோள்பட்டை வலிமை ஆர்மற்றும் OB- தோள்பட்டை வலிமை எஃப். தோள்பட்டை இருந்து OB 2 முறை தோள்பட்டை OA, பின்னர் வலிமை எஃப் 2 மடங்கு குறைவான சக்தி ஆர்:

F = P/2 .

இவ்வாறு, அசையும் தொகுதி 2 மடங்கு வலிமையை அளிக்கிறது .

சக்தியின் தருணத்தின் கருத்தைப் பயன்படுத்தி இதை நிரூபிக்க முடியும். தொகுதி சமநிலையில் இருக்கும்போது, ​​சக்திகளின் தருணங்கள் எஃப்மற்றும் ஆர்ஒருவருக்கொருவர் சமமாக. ஆனால் வலிமையின் தோள்பட்டை எஃப் 2 மடங்கு அந்நியச் செலாவணி ஆர், மற்றும், எனவே, சக்தி தன்னை எஃப் 2 மடங்கு குறைவான சக்தி ஆர்.

வழக்கமாக நடைமுறையில் ஒரு நிலையான தொகுதி மற்றும் நகரக்கூடிய ஒரு கலவை பயன்படுத்தப்படுகிறது (படம்.). நிலையான தொகுதி வசதிக்காக மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது சக்தியில் ஒரு ஆதாயத்தை கொடுக்காது, ஆனால் அது சக்தியின் திசையை மாற்றுகிறது. உதாரணமாக, தரையில் நிற்கும் போது ஒரு சுமை தூக்க அனுமதிக்கிறது. இது பலருக்கு அல்லது தொழிலாளர்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். இருப்பினும், இது வழக்கத்தை விட 2 மடங்கு வலிமையைப் பெறுகிறது!

எளிய வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தும் போது வேலையின் சமத்துவம். இயக்கவியலின் "தங்க விதி".

ஒரு சக்தியின் செயல்பாட்டின் மூலம் மற்றொரு சக்தியை சமநிலைப்படுத்துவது அவசியமான சந்தர்ப்பங்களில் வேலையைச் செய்ய நாங்கள் கருத்தில் கொண்ட எளிய வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

இயற்கையாகவே, கேள்வி எழுகிறது: சக்தி அல்லது பாதையில் ஒரு ஆதாயத்தை கொடுக்கும் போது, ​​எளிய வழிமுறைகள் வேலையில் ஒரு ஆதாயத்தை கொடுக்கவில்லையா? இந்தக் கேள்விக்கான பதிலை அனுபவத்திலிருந்து பெறலாம்.

ஒரு நெம்புகோலில் இரண்டு வெவ்வேறு அளவு சக்திகளை சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலம் எஃப் 1 மற்றும் எஃப் 2 (அத்தி.), நெம்புகோலை இயக்கத்தில் அமைக்கவும். அதே நேரத்தில் சிறிய சக்தியின் பயன்பாட்டின் புள்ளி என்று மாறிவிடும் எஃப் 2 மேலும் செல்கிறது கள் 2, மற்றும் அதிக சக்தியின் பயன்பாட்டின் புள்ளி எஃப் 1 - குறுகிய பாதை கள் 1. இந்தப் பாதைகள் மற்றும் விசைத் தொகுதிகளை அளந்த பிறகு, நெம்புகோலில் உள்ள சக்திகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான புள்ளிகளால் கடந்து செல்லும் பாதைகள் விசைகளுக்கு நேர்மாறான விகிதத்தில் இருப்பதைக் காண்கிறோம்:

கள் 1 / கள் 2 = எஃப் 2 / எஃப் 1.

இவ்வாறு, நெம்புகோலின் நீண்ட கையில் செயல்படுவதால், நாம் வலிமையைப் பெறுகிறோம், ஆனால் அதே நேரத்தில் வழியில் அதே அளவு இழக்கிறோம்.

சக்தியின் தயாரிப்பு எஃப்வழியில் கள்வேலை இருக்கிறது. எங்கள் சோதனைகள் நெம்புகோலில் பயன்படுத்தப்படும் சக்திகளால் செய்யப்படும் வேலை ஒருவருக்கொருவர் சமமாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது:

எஃப் 1 கள் 1 = எஃப் 2 கள் 2, அதாவது ஏ 1 = ஏ 2.

எனவே, அந்நியச் செலாவணியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​நீங்கள் வேலையில் வெற்றி பெற முடியாது.

அந்நியச் செலாவணியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் வலிமையிலோ அல்லது தூரத்திலோ பெறலாம். நெம்புகோலின் குறுகிய கைக்கு சக்தியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் தூரத்தைப் பெறுகிறோம், ஆனால் அதே அளவு வலிமையை இழக்கிறோம்.

லெவரேஜ் விதியைக் கண்டுபிடித்ததில் மகிழ்ச்சியடைந்த ஆர்க்கிமிடிஸ், "எனக்கு ஒரு ஃபுல்க்ரம் கொடுங்கள், நான் பூமியைத் திருப்புவேன்!" என்று ஒரு புராணக்கதை உள்ளது.

நிச்சயமாக, ஆர்க்கிமிடிஸுக்கு ஒரு ஃபுல்க்ரம் (பூமிக்கு வெளியே இருந்திருக்க வேண்டும்) மற்றும் தேவையான நீளத்தின் நெம்புகோல் கொடுக்கப்பட்டிருந்தாலும் கூட, அத்தகைய பணியைச் சமாளிக்க முடியவில்லை.

பூமியை வெறும் 1 செமீ உயர்த்த, நெம்புகோலின் நீண்ட கை மிகப்பெரிய நீளம் கொண்ட ஒரு வளைவை விவரிக்க வேண்டும். நெம்புகோலின் நீண்ட முனையை இந்தப் பாதையில் நகர்த்துவதற்கு மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகள் ஆகும், உதாரணமாக, 1 மீ/வி வேகத்தில்!

ஒரு நிலையான தொகுதி வேலையில் எந்த லாபத்தையும் தராது.சோதனை முறையில் சரிபார்க்க எளிதானது (படத்தைப் பார்க்கவும்). சக்திகளின் பயன்பாட்டின் புள்ளிகளால் கடந்து செல்லும் பாதைகள் எஃப்மற்றும் எஃப், ஒரே மாதிரியானவை, சக்திகள் ஒன்றே, அதாவது வேலை ஒன்றுதான்.

நீங்கள் ஒரு நகரும் தொகுதி உதவியுடன் செய்யப்படும் வேலைகளை அளவிடலாம் மற்றும் ஒப்பிடலாம். அசையும் தொகுதியைப் பயன்படுத்தி ஒரு சுமையை h உயரத்திற்கு உயர்த்துவதற்கு, டைனமோமீட்டர் இணைக்கப்பட்டுள்ள கயிற்றின் முனையை, அனுபவம் காட்டுகிறது (படம்.), 2h உயரத்திற்கு நகர்த்துவது அவசியம்.

இவ்வாறு, 2 மடங்கு வலிமையைப் பெறுவது, வழியில் 2 மடங்கு இழக்கிறது, எனவே, நகரக்கூடிய தொகுதி வேலையில் ஆதாயத்தைத் தராது.

பல நூற்றாண்டுகள் பழமையான நடைமுறை அதைக் காட்டுகிறது எந்த பொறிமுறையும் செயல்திறனில் ஆதாயத்தை அளிக்காது.வேலை நிலைமைகளைப் பொறுத்து வலிமை அல்லது பயணத்தில் வெற்றி பெற அவர்கள் பல்வேறு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

ஏற்கனவே பண்டைய விஞ்ஞானிகள் அனைத்து வழிமுறைகளுக்கும் பொருந்தும் ஒரு விதியை அறிந்திருந்தனர்: நாம் எத்தனை முறை பலத்தில் வெற்றி பெற்றாலும், அதே எண்ணிக்கையில் தூரத்தில் தோற்றாலும். இந்த விதி இயக்கவியலின் "தங்க விதி" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

பொறிமுறையின் செயல்திறன்.

நெம்புகோலின் வடிவமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​​​நாங்கள் உராய்வு மற்றும் நெம்புகோலின் எடையை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளவில்லை. இந்த சிறந்த நிலைமைகளின் கீழ், பயன்படுத்தப்படும் சக்தியால் செய்யப்படும் வேலை (இதை நாங்கள் வேலை என்று அழைப்போம் முழு), சமமாக உள்ளது பயனுள்ளசுமைகளைத் தூக்கும் வேலை அல்லது எந்த எதிர்ப்பையும் சமாளிப்பது.

நடைமுறையில், ஒரு பொறிமுறையால் செய்யப்படும் மொத்த வேலை எப்போதும் பயனுள்ள வேலையை விட சற்று அதிகமாக இருக்கும்.

வேலையின் ஒரு பகுதி பொறிமுறையில் உராய்வு விசைக்கு எதிராகவும் அதன் தனிப்பட்ட பாகங்களை நகர்த்துவதன் மூலமும் செய்யப்படுகிறது. எனவே, ஒரு நகரக்கூடிய தொகுதியைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​​​தொகுதியை, கயிற்றை உயர்த்தி, தொகுதியின் அச்சில் உள்ள உராய்வு விசையை தீர்மானிக்க நீங்கள் கூடுதலாக வேலை செய்ய வேண்டும்.

நாம் எந்த பொறிமுறையை எடுத்தாலும், அதன் உதவியுடன் செய்யப்படும் பயனுள்ள வேலை எப்போதும் மொத்த வேலையின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே கொண்டுள்ளது. இதன் பொருள், Ap என்ற எழுத்தின் மூலம் பயனுள்ள வேலையைக் குறிக்கிறது, Az என்ற எழுத்தின் மூலம் மொத்த (செலவிக்கப்பட்ட) வேலையைக் குறிக்கிறது, நாம் எழுதலாம்:

மேலே< Аз или Ап / Аз < 1.

மொத்த வேலைக்கு பயனுள்ள வேலையின் விகிதம் பொறிமுறையின் செயல்திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

செயல்திறன் காரணி செயல்திறன் என சுருக்கமாக அழைக்கப்படுகிறது.

செயல்திறன் = Ap / Az.

செயல்திறன் பொதுவாக ஒரு சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் கிரேக்க எழுத்து η மூலம் குறிக்கப்படுகிறது, "eta" என படிக்கவும்:

η = Ap / Az · 100%.

உதாரணம்: 100 கிலோ எடையுள்ள ஒரு சுமை நெம்புகோலின் குறுகிய கையில் இடைநிறுத்தப்பட்டுள்ளது. அதை உயர்த்த, நீண்ட கைக்கு 250 N இன் விசை பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் உந்து சக்தியின் பயன்பாடு h2 = 0.4 மீ உயரத்திற்கு உயர்த்தப்படுகிறது நெம்புகோலின் செயல்திறன்.

பிரச்சனையின் நிலைமைகளை எழுதி அதைத் தீர்ப்போம்.

கொடுக்கப்பட்டது :

தீர்வு :

η = Ap / Az · 100%.

மொத்த (செலவிக்கப்பட்ட) வேலை Az = Fh2.

பயனுள்ள வேலை Ap = Рh1

பி = 9.8 100 கிலோ ≈ 1000 என்.

Ap = 1000 N · 0.08 = 80 J.

Az = 250 N · 0.4 m = 100 J.

η = 80 J/100 J 100% = 80%.

பதில் : η = 80%.

ஆனால் "தங்க விதி" இந்த விஷயத்திலும் பொருந்தும். பயனுள்ள வேலையின் ஒரு பகுதி - அதில் 20% - நெம்புகோல் மற்றும் காற்று எதிர்ப்பின் அச்சில் உராய்வைக் கடப்பதற்கும், அதே போல் நெம்புகோலின் இயக்கத்திற்கும் செலவிடப்படுகிறது.

எந்தவொரு பொறிமுறையின் செயல்திறன் எப்போதும் 100% க்கும் குறைவாகவே இருக்கும். பொறிமுறைகளை வடிவமைக்கும் போது, ​​மக்கள் தங்கள் செயல்திறனை அதிகரிக்க முயற்சி செய்கிறார்கள். இதை அடைய, பொறிமுறைகளின் அச்சுகளில் உராய்வு மற்றும் அவற்றின் எடை குறைக்கப்படுகிறது.

ஆற்றல்.

தொழிற்சாலைகள் மற்றும் தொழிற்சாலைகளில், இயந்திரங்கள் மற்றும் இயந்திரங்கள் மின்சார மோட்டார்கள் மூலம் இயக்கப்படுகின்றன, அவை மின் ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன (எனவே பெயர்).