Механична работа

Представете си черна кутия, съдържаща бензинов двигател, който е проектиран да затяга дълъг стоманен кабел д, упражнявайки определена сила F. Ако използваме тази кутия за повдигане на тежест, когато целият кабел е навит, тежестта ще бъде повдигната на височина д. Сила F едва е достатъчно здрав, за да вдигне тежест м ако F = mg; ако го направи, тогава силата на повдигане на кабела отменя точно силата на гравитацията, така че тежестта ще се повишава с постоянна скорост, без да променя кинетичната си енергия.

w. Черната кутия извършва механична работа чрез прокарване на кабела

Само гравитационната енергия се прехвърля на голямо тегло, а стойността на гравитационната енергия е mgd, което е равно на Fd. От гледна точка на енергоспестяването, това също трябва да е мярка за загубената енергия от химическата енергия на бензина вътре в кутията.

Ами ако използвах черната кутия за изтегляне на плуг? Увеличението на външната енергия е от различен тип от предишния: особено топлината, създадена от триенето между земята и плуга. Кутията комуникира с външната страна само през отвора, през който излиза кабелът. Следователно степента на загубената химическа енергия от бензина може да зависи само от F и д, така че отново количеството прехвърлена енергия трябва да бъде равно на Fd.

Същите разсъждения могат да се прилагат и в други ситуации, независимо за какво се използва кабелът. Винаги трябва да има енергиен трансфер от кутията навън, който е равен на Fd. Като цяло, когато енергията се прехвърля, ние се отнасяме към мярката на пренесената енергия като Механична работа, ТО. Ако, както в примера с черната кутия, движението на обекта, към който се прилага силата, е в същата посока като силата, тогава L = Fd.

х. Хвърлячът на топката дава кинетична енергия на топката, така че тя извършва механична работа върху нея. За да извърши възможно най-интензивната механична работа, той прилага възможно най-голямата сила на възможно най-голямо разстояние.

Ако движението е в посока, обратна на силата, тогава L = -Fd; отрицателната механична работа трябва да се тълкува като енергия, загубена от обекта, върху който е упражнена силата. Например, ако Супермен седне пред движещ се товарен влак и го спре, той губи енергия. В нормален автомобил, с бензинов двигател, натискането на спирачките изразходва кинетичната енергия на автомобила (върху него се прилага отрицателно механично нещо) и го превръща в топлина, на нивото на спирачните челюсти. В електрическа или хибридна машина кинетичната енергия на машината се преобразува обратно в кинетична енергия, за да се използва отново.

Можете да коментирате използване на акаунта на сайта, от FB, Twitter или Google или като посетител (без регистрация). За посетителите коментарите са умерени (одобрени от администратор).