Pas de gouden regel van de mechanica toe
De "Gouden Regel van Mechanica" is geformuleerd door Galileo Galilei, een Italiaanse wetenschapper, en luidt: "Wat je bespaart in kracht, moet je in de weg leggen". Dit principe kun je in de natuurkunde toepassen op berekeningen binnen de mechanica.
Wat je nodig hebt:
- rekenmachine
Hoe de gouden regel uit te leggen?
- Als je een voorwerp optilt of op de grond verplaatst, ben je wat werk aan het doen. Al deze activiteiten hebben als gemeenschappelijk kenmerk dat een kracht over een afstand wordt overwonnen.
- Merk op dat in de natuurkunde alleen het fysieke werk wordt berekend.
- De "gouden regel van" mechanica"betekent dat het werk groter wordt, hoe groter de kracht is die onderweg de weerstand moet overwinnen.
- Onthoud dat hoe langer het pad is waarover de weerstand wordt overwonnen, hoe groter het werk. Daarom bereken je de arbeid als het product van de krachtcomponent F.s en de afstand s.
- Om de "gouden regel van de mechanica" toe te passen, heb je de formule W = F. nodigs * s.
- De variabele W betekent werk. Je gebruikt de eenheid Newtonmeter (Nm) of Joule (J).
- Merk op dat Fs is de krachtcomponent in de rijrichting en heeft de eenheid Newton (N).
- De variabele s is het pad en wordt gemeten in meters.
- Merk op dat de arbeid 1 J wordt gedaan wanneer een object 1 m wordt opgetild met een gewicht van 1 N.
- Pas de "gouden regel van de mechanica" toe op een kracht waarvan de richting samenvalt met het pad hoek inclusief α, dit is de krachtcomponent die in de rijrichting valt. De formule is dan Fs = F * want .
Verschil tussen energie en werk
In het dagelijks leven hebben de termen energie en werk verschillende betekenissen. Tegen het …
Hoe het principe van mechanica toe te passen?
- U kunt de "gouden regel van de mechanica" toepassen op hijswerkzaamheden. De kracht F wordt het gewicht FG en vanaf de afstand s de hoogte h. Het gewicht FG In uw berekeningen, vermenigvuldigt u de massa m met de versnelling als gevolg van de zwaartekracht g = 9,81 ms-2
- U berekent het hijswerk WMiddelpunt met de formule WMiddelpunt = FG * H.
- Oefen met deze taak om de "gouden regel van de mechanica" toe te passen: een goederenhoeveelheid van 2,5 t moet met 3,7 m worden verhoogd. Hoe groot is het hijswerk?
- Bereken eerst FG. Zet 2,5 t om naar kg zodat je 2500 kg krijgt. F.G berekenen door m te vermenigvuldigen met g = 2500 kg * 9,81 ms-2= 24525 N.
- Zet de berekende waarde in de formule WMiddelpunt= FG * h een. W.Middelpunt = 24525 N * 3,7 m = 90742,5 J = 90,7 kJ.
- De "gouden regels van de mechanica" kunnen ook worden gebruikt om de versnellingsarbeid te berekenen. Hiervoor is de formule WVersnelling = 1/2 * m * v2 werkte. Als een auto met de massa m = 1,5 t = 1500 kg bijvoorbeeld accelereert vanuit stilstand naar 60 km / h = 16,67 m / s, is het acceleratiewerk 208416,68 kg m2 s-2 = 208,4 kJ, want je zet de volgende waarden in de formule: WVersnelling = 1/2 * 1500 kg * (16,67 m/s)2.
- Onthoud dat wanneer je een voorwerp op de vloer verplaatst, je niet de nodige kracht hebt de kracht van het gewicht, maar alleen de kracht om de wrijving tussen het object en de grond te overwinnen is.
- Gebruik de "gouden regel van de mechanica" en de volgende formule om de arbeid van wrijving of verplaatsing te bepalen: WR. = FR. * s = * F.N * s waarbij μ de wrijvingscoëfficiënt is.
- Oefen met deze oefening om de wrijvingsarbeid te bepalen: Een kartonnen doos met een gewicht van 15 N wordt 4 m over een rechte helling geduwd. De wrijvingscoëfficiënt is μ = 0,6. Hoeveel is het wrijvingswerk?
- Bereken eerst de wrijvingskracht: FR. = μ * F.G = 0,6 * 15 N = 9 N
- Je rekent uit met de formule WR. = FR. * s de wrijvingskracht: WR. = 9 N * 4 m = 36 Nm = 36 J
Hoe nuttig vind je dit artikel?
