งานเครื่องกลไม่ใช่อย่างที่คุณคิด

ทุกคนรู้ว่างานคืออะไรแม้แต่เด็ก ๆ ยังทำงานเป็นทารกในโรงเรียนอนุบาล อย่างไรก็ตามแนวคิดในชีวิตประจำวันที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปนั้นยังห่างไกลจากแนวคิดของงานเชิงกลในฟิสิกส์ ตัวอย่างเช่นบุคคลหนึ่งยืนและถือกระเป๋าไว้ในมือ ตามปกติแล้วเขาทำงานโดยถือภาระ อย่างไรก็ตามจากมุมมองของฟิสิกส์เขาไม่ได้ทำอะไรเลย มีอะไรที่นี่?

เมื่อเกิดคำถามดังกล่าวก็ถึงเวลาจำคำจำกัดความ เมื่อแรงกระทำต่อวัตถุและภายใต้การกระทำของมันร่างกายจะเคลื่อนไหวการทำงานเชิงกลจะดำเนินการ ค่านี้เป็นสัดส่วนกับเส้นทางที่ร่างกายเดินทางและแรงที่กระทำ นอกจากนี้ยังมีการพึ่งพาเพิ่มเติมกับทิศทางของการใช้แรงและทิศทางการเคลื่อนไหวของร่างกาย

ดังนั้นเราจึงนำแนวคิดดังกล่าวมาใช้งานเครื่องกล ฟิสิกส์นิยามว่ามันเป็นผลคูณของขนาดของแรงและการกระจัดคูณด้วยค่าของโคไซน์ของมุมที่มีอยู่ในกรณีทั่วไปที่สุดระหว่างพวกมัน ตัวอย่างเช่นเราสามารถพิจารณาหลายกรณีที่จะช่วยให้คุณเข้าใจความหมายของสิ่งนี้ได้ดีขึ้น

งานเครื่องกลไม่ทำเมื่อใดมีรถบรรทุกเรากำลังผลักดันมัน แต่มันไม่ขยับ มีการบังคับใช้ แต่ไม่มีการเคลื่อนไหว งานที่ทำอยู่เป็นศูนย์ และนี่คืออีกตัวอย่างหนึ่ง - แม่กำลังอุ้มลูกในรถเข็นเด็กในกรณีนี้งานเสร็จแล้วบังคับให้รถเข็นเคลื่อนที่ ความแตกต่างในสองกรณีที่อธิบายไว้คือการปรากฏตัวของการกระจัด และตามนั้นงานจะเสร็จ (เช่นมีรถข้าง) หรือไม่เสร็จ (ตัวอย่างกับรถบรรทุก)

อีกกรณีหนึ่ง - เด็กชายขี่จักรยานเร่งความเร็วและหมุนไปตามรางอย่างใจเย็นไม่เหยียบ งานกำลังทำ? ไม่แม้ว่าจะมีการเคลื่อนไหว แต่ไม่มีแรงบังคับการเคลื่อนที่จะดำเนินการโดยความเฉื่อย

อีกตัวอย่างหนึ่ง - ม้าถือเกวียนอยู่บนนั้นคนขับนั่งอยู่ เขาทำงานหรือเปล่า มีการกระจัดแรงที่กระทำคือ (น้ำหนักของคนขับกระทำบนรถเข็น) แต่งานยังไม่เสร็จ มุมระหว่างทิศทางการเคลื่อนที่และทิศทางของแรงคือ 90 องศาและโคไซน์ของมุม 90 °เป็นศูนย์

ตัวอย่างที่ให้ไว้ทำให้เข้าใจได้งานเครื่องจักรกลไม่ได้เป็นเพียงผลคูณจากสองปริมาณ ต้องพิจารณาด้วยว่าปริมาณเหล่านี้ถูกกำกับอย่างไร หากทิศทางของการเคลื่อนที่และทิศทางการกระทำของแรงตรงกันผลลัพธ์จะเป็นบวกหากทิศทางการเคลื่อนที่ตรงข้ามกับทิศทางของการใช้แรงผลลัพธ์จะเป็นลบ (ตัวอย่างเช่นงานที่ทำโดยแรงเสียดทานเมื่อเคลื่อนย้ายโหลด)

นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงว่าการแสดงแรงกายอาจเป็นผลมาจากหลายแรง ถ้าเป็นเช่นนั้นการทำงานของกองกำลังทั้งหมดที่ใช้กับร่างกายจะเท่ากับงานที่ทำโดยแรงที่เกิดขึ้น งานวัดเป็นจูล หนึ่งจูลเท่ากับงานที่แรงของหนึ่งนิวตันทำเมื่อร่างกายเคลื่อนที่ไปหนึ่งเมตร

จากตัวอย่างที่พิจารณาแล้วสามารถทำได้อย่างมากข้อสรุปที่น่าสนใจ เมื่อเราตรวจสอบคนขับบนรถเข็นเราพบว่าเขาไม่ได้ทำงาน งานจะทำในระนาบแนวนอนเพราะนั่นคือจุดที่เคลื่อนไหวเสร็จแล้ว แต่สถานการณ์จะเปลี่ยนไปเล็กน้อยเมื่อเราพิจารณาคนเดินถนน

เมื่อเดินจุดศูนย์ถ่วงของคนจะไม่อยู่ไม่เคลื่อนไหวมันเคลื่อนที่ในระนาบแนวตั้งและทำงานได้ และเนื่องจากการเคลื่อนไหวถูกบังคับให้ต่อต้านแรงโน้มถ่วงงานจะเกิดขึ้นกับทิศทางของการกระทำของแรงโน้มถ่วง แม้ว่าการเคลื่อนไหวจะน้อย แต่ด้วยการเดินที่ยาวนานร่างกายจะต้องทำงานเพิ่มเติม ดังนั้นการเดินที่ถูกต้องจะช่วยลดการทำงานพิเศษนี้และลดความเมื่อยล้า

หลังจากวิเคราะห์ชีวิตง่ายๆสถานการณ์ที่เลือกเป็นตัวอย่างและใช้ความรู้เกี่ยวกับงานเชิงกลเราตรวจสอบสถานการณ์หลักของการปรากฏตัวของมันรวมถึงเวลาและสิ่งที่ต้องทำ พวกเขาพิจารณาแล้วว่าแนวคิดเช่นการทำงานในชีวิตประจำวันและในฟิสิกส์นั้นมีลักษณะที่แตกต่างกัน และพวกเขากำหนดขึ้นโดยการใช้กฎหมายทางกายภาพว่าการเดินที่ไม่ถูกต้องทำให้เกิดความเหนื่อยล้าเพิ่มเติม