在日常生活中,您正在从事学习,跑步,说话,听,爬,和朋友八卦等活动。你知道吗?所有这些活动都需要一些能量,您可以从日常食物中获取能量。
在我们的日常生活中,每个人都吃食物,获取能量并从事一些被称为工作的活动。任何从事身体或精神活动的劳动都被视为我们日常生活中的工作。什么将被视为工作,取决于我们如何定义工作。 “扑克牌”可以被视为某人的工作,不能为另一人工作。但是在科学中,工作有一定的定义和一些条件。
工作
为了从科学的角度理解工作,让我们举一些例子:
- 一个男孩推箱子。盒子会移动一段距离。在这种情况下,男孩在盒子上施加了力量,盒子移位了。在这种情况下,工作已经完成。
- 一个女孩拉一个盒子。盒子会移动一段距离。在这种情况下,女孩在盒子上施加了力,盒子有一定的位移。在这种情况下,工作已经完成。
- 一个女孩举起一个盒子。盒子变高了。在这种情况下,女孩在盒子上施加了力,盒子移位了。在这种情况下,工作已经完成。
当我们分析上述条件时,我们得到了两种共同的力和位移。因此,我们可以陈述一些工作条件,如下所示:
- 力应作用在物体上。
- 该对象必须有一定的位移。
如果以上任何一种情况均未发生,则工作不会完成。
科学工作与日常生活工作之间的区别
拉姆为考试做准备。他进行了大量研究,绘制图表,解决问题并学习课程。他对自己的学习非常“努力”,但是在工作的科学定义上,他只做少量的工作。
考虑一些其他示例以阐明科学的工作概念:
- 一个男孩用力推墙。尽管男孩全力以赴,但墙没有动。这个男孩完全累了。尽管没有位移,但完成的工作为零。
- 一个女孩停了几个小时,头很重。她精疲力尽,无法承受重担。负载没有任何位移,因此按照工作的科学定义,这里没有做任何工作。
工作定义
假设在某个方向上恒定的力F施加在盒子上。盒子在与力相同的方向上已经位移了距离d,然后将由力W完成的功定义为
完成的工作=力x位移
W = F d…(i)
在上图中,2(i)表示盒子的初始位置,而(ii)声明盒子的后来位置。
因此,由力完成的功等于力的大小与盒子沿力的方向移动的距离的乘积。
功是一个标量,这意味着功没有方向。它只有大小。
在方程式(i)中,如果F = 1N且d = 1m,则该力所完成的功为1 Nm或1焦耳。焦耳是SI(国际体系)的工作单位。
因此,定义为1焦耳的功,即1牛顿力在力的方向上产生1米的位移时。
负面工作与正面工作
如果位移方向与作用力的方向相反,则作用力为负。
让我们举一个例子来澄清消极和积极工作的概念。一名男子将5公斤重的箱子抬到10米的高度。在这种情况下,由人施加的力和重力mg在盒子上起作用。
- 由人施加的力的方向是向上的
- 重力方向是向下的。
- 位移方向是向上的。
这里,人施加的力的方向与位移的方向是相同的。因此,部队所做的工作是积极的。虽然重力的方向和位移的方向相反,所以由重力完成的功是负的。
样本问题
示例1.将6N的力施加到一个盒子上。盒子在受力方向上的位移为7米。用武力做的工作是什么?
解决方案:
As we know, W = F d
W = 6 x 7 Joule
W = 42 Nm or Joule (Ans).
示例2.一个人将10公斤重的货物提升到7米的高度。人和万有引力的作用是什么? (取g = 10 ms -2 )
解决方案:
Work done by a force is given by
W = F d
(i) Work done by man
W = 10 × 10 × 7
= 700 Nm or Joule (Ans)
(ii) Work done by gravitation force
W = 10 × 10 x (-7)
= -700 Nm or Joule (Ans)
例子3.一个男孩以7公斤的负重站立10分钟。男孩做了什么工作? (取g = 10 )
解决方案:
According to the given condition, the boy applies a force of 70N on the load. Although, the load has zero displacement. So word done by the boy is given as
W = 70N × 0 m
= 0 Joule (Ans)
示例4. Kavita在盒子上施加一些力。箱子在受力方向上移位了2米。如果Kavita在盒子上完成的工作是20焦耳,那么Kavita施加的作用力是什么?
解决方案:
Work done by a force is given by
W = F d
F =
Here W = 20 Joule and d = 2 meter
F =
= 10 N (Ans)
例子5.什么是1焦耳功?
回答:
When 1N force applied on an object and the object got displaced by 1-meter distance in the direction of force, then work done by the force is 1 Joule.