Semua orang faham bahawa kerja adalah sejenis aktiviti sosial seseorang yang dia perlukan untuk memastikan kewujudannya. Walau bagaimanapun, dalam fizik terdapat juga konsep serupa yang mempunyai makna yang sama sekali berbeza. Apa itu kerja dalam fizik, artikel ini akan menjawab.
Bekerja sebagai kuantiti fizikal
Menjawab soalan apakah kerja dalam fizik, perlu dijelaskan bahawa ini adalah tenaga yang dibelanjakan untuk melakukan sebarang tindakan. Sebagai contoh, seseorang memindahkan beban dari satu tempat ke tempat lain, semasa dia melakukan kerja melawan daya geseran. Sekiranya orang ini mula mengangkat beban, maka kerjanya akan bertujuan untuk mengatasi daya graviti planet. Contoh lain: gas di bawah omboh, akibat pemanasan, mula meningkatkan isipadunya, dalam hal ini dikatakan bahawa ia berfungsi.
Dalam semua kes di atas, terdapat satu ciri biasa: kerja berbeza daripada sifar hanya apabila terdapat beberapa jenis pergerakan mekanikal objek atau bahagiannya(pergerakan pekerja dengan beban, pengembangan gas).
Oleh itu, kerja ialah proses pemindahan tenaga dari satu keadaan ke keadaan lain untuk badan tertentu, akibatnya badan ini menukar kedudukan di angkasa.
Formula kerja
Sekarang mari tunjukkan cara mengira secara kuantitatif nilai yang sedang dikaji. Pemindahan tenaga antara keadaan yang berbeza hanya mungkin jika ada daya. Ini boleh menjadi usaha fizikal tangan dan kaki manusia, daya mesin, tekanan yang dicipta, yang mudah ditukar menjadi daya, sekiranya berlaku pembakaran bahan api dalam silinder, daya aruhan elektromagnet motor elektrik, dan seterusnya.
Formula berikut akan menjawab soalan tentang cara mencari pekerjaan dalam fizik:
A=(F¯l¯)
Kerja A ialah kuantiti skalar, manakala daya F¯ dan sesaran l¯ ialah kuantiti vektor. Itulah sebabnya formula untuk mengira A menggunakan kurungan untuk menunjukkan bahawa kita bercakap tentang hasil darab skalar bagi vektor. Dalam bentuk skalar, ungkapan di atas boleh ditulis semula seperti berikut:
A=Flcos(φ)
Di sini φ ialah sudut antara vektor daya F¯ dan sesaran l¯.
Memandangkan sesaran diukur dalam meter dan daya dalam Newton, unit kerja ialah Newton per meter (Nm). Unit SI mempunyai namanya sendiri, joule (J). Ternyata kerja 1 J sepadan dengan daya 1 N, yang, bertindak mengikut arah sesaran, menggerakkan badan dengan1 meter.
Kerja gas
Kami menganalisis persoalan tentang kerja mekanikal dalam fizik, dan memberikan formula yang boleh dikira. Walau bagaimanapun, dalam kes gas yang mengembang, ungkapan yang berbeza digunakan.
Anggapkan bahawa kita mempunyai sistem gas yang mengisi isipadu V1 dan berada di bawah tekanan P. Biarkan isipadunya berubah akibat daripada pengaruh luaran atau dalaman pada sistem dan menjadi sama dengan V2. Kemudian kerja gas A boleh ditentukan dengan formula berikut:
A=∫V(P(V)dV)
Jika anda memplot fungsi P(V) dalam paksi P-V, maka kawasan di bawah lengkung akan sama secara berangka dengan A.
Dalam kes proses isobarik (P=const) untuk gas ideal, jawapan kepada soalan cara mencari kerja dalam fizik ialah ungkapan mudah berikut:
A=P(V2-V1)
Jika hasil daripada proses termodinamik isipadu gas tidak berubah, maka kerjanya akan sama dengan sifar. Jika V2>V1, maka gas melakukan kerja positif jika V1>V 2, kemudian negatif.
Kerja momen daya
Momen daya ialah kuantiti fizik, yang dinyatakan dengan formula berikut:
M=[F¯r¯]
Iaitu, M adalah sama dengan hasil vektor bagi daya F dan vektor jejari r tentang paksi putaran. Momen daya dinyatakan dalam Nm.
Apakah kerja momen daya dalam fizik? Kepada soalan iniformula berikut akan menjawab:
A=Mθ
Kesamaan ini bermakna jika momen M, bertindak ke atas sistem, menyebabkan ia berputar mengelilingi paksi dengan sudut θ, maka ia berfungsi A. Sudut θ di sini mesti dinyatakan dalam radian untuk mendapatkan kerja dalam joule.
Pengiraan kerja momen daya memainkan peranan penting dalam semua sistem mekanikal yang terdapat putaran, seperti roda, gear, aci dan sebagainya.
Kerja graviti
Setelah mengetahui kerja dalam fizik, mari kita hitung nilai ini untuk daya graviti. Katakan sebuah jasad berjisim m jatuh dari ketinggian h. Oleh kerana graviti F bertindak menegak ke bawah, ia melakukan kerja positif. Ia ditentukan oleh formula berikut:
A=mgh, di mana F=mg
Banyak dalam formula yang diperolehi untuk nilai A dapat melihat ungkapan untuk tenaga potensi jasad dalam medan daya graviti. Semasa kejatuhan badan, graviti melakukan kerja memindahkan tenaga potensi badan ke dalam tenaga kinetik pergerakannya.
