Gépi munka

Képzeljen el egy fekete dobozt, amely egy hosszú acélkábel meghúzására tervezett benzinmotort tartalmaz d, bizonyos erőt kifejtve F. Ha ezt a dobozt egy súly megemelésére használjuk, akkor, amikor az összes kábelt elgördítjük, a súlyt magasra emeljük d. Kényszerítés F alig elég erős a súly megemeléséhez m ha F = mg; ha ez megtörténik, akkor a kábel emelőereje pontosan megsemmisíti a gravitációs erőt, így a súly állandó sebességgel fog növekedni, anélkül, hogy kinetikus energiáját megváltoztatná.

w. A fekete doboz mechanikus munkát végez a kábel vezetésével

Csak a gravitációs energia kerül nagy súlyra, és a gravitációs energia értéke mgd, ami egyenlő Fd. Energiatakarékossági szempontból ennek is mérnie kell a doboz belsejében található benzin kémiai energiájából elvesztett energiát.

Mi lenne, ha a fekete dobozt használnám eke húzására? A külső energia növekedése az előzőtől eltérő típusú: különösen a talaj és az eke közötti súrlódás által létrehozott hő. A doboz csak azon a furaton keresztül kommunikál a külsővel, amelyen keresztül a kábel kilép. A benzin által elveszített kémiai energia mértéke tehát csak ettől függhet F és d, tehát az átadott energia mennyiségének megint meg kell egyeznie Fd.

Ugyanez az érvelés alkalmazható más helyzetekben is, függetlenül attól, hogy mire használják a kábelt. A dobozból kifelé mindig át kell szállni egy energiát, amely egyenlő Fd. Általánosságban elmondható, hogy amikor az energiát átadjuk, akkor az átadott energia mértékére utalunk Gépi munka, AZT. Ha a fekete doboz példájához hasonlóan a tárgy mozgása, amelyre az erőt kifejtjük, ugyanabban az irányban mozog, mint az erő, akkor L = Fd.

x. A golyóvető mozgási energiát ad a golyónak, ezért mechanikai munkát végez rajta. A lehető legintenzívebb mechanikai munka elvégzéséhez a lehető legnagyobb erőt alkalmazza, a lehető legnagyobb távolságon.

Ha a mozgás az erővel ellentétes irányú, akkor L = -Fd; a negatív mechanikai munkát úgy kell értelmezni, mint az objektum által elveszített energiát, amelyre az erőt kifejtették. Például, ha Superman egy mozgó tehervonat elé ül és megállítja, elveszíti az energiáját. Normál, benzinmotoros autóban a fék megnyomásával felemészti az autó mozgási energiáját (negatív mechanikai dolgot alkalmaznak rá), és hővé változtatja, a fékpofák szintjén. Elektromos vagy hibrid gépben a gép mozgási energiája újra kinetikus energiává alakul, hogy újra felhasználható legyen.

Hozzászólhat a fiók használatát az oldalon, az FB, a Twitter vagy a Google által, vagy látogatóként (regisztráció nélkül). A látogatók számára a megjegyzések mérsékeltek (admin jóváhagyta).

---