Jinsi ya Kuhesabu Kazi, Nguvu na Nishati
Katika fizikia, kazi ina ufafanuzi sahihi: nishati inayohamishwa wakati nguvu inasonga kitu kupitia uhamishaji. Nguvu ni kiwango ambacho kazi inafanywa. Dhana hizi ni za msingi kwa uhandisi wa mitambo na matumizi ya nishati ya kila siku.
Mifumo Muhimu
Kazi:
W = F × d × cos(θ)
Ambapo F ni nguvu (N), d ni uhamisho (m), na θ ni pembe kati ya nguvu na uhamisho.
Nguvu:
P = W / t = F × v
Nishati ya Kinetic:
KE = ½ × m × v²
Nishati Uwezekano:
PE = m × g × h
Mifano ya Hatua kwa Hatua
Mfano wa Kazini: Unasukuma kisanduku chenye urefu wa mita 5 kuvuka sakafu na N40 ya nguvu ya mlalo. W = 40 × 5 × cos(0°) = 40 × 5 × 1 = joule 200
Mfano wa Nguvu: Unafanya kazi 200 J ndani ya sekunde 4. P = 200 / 4 = Wati 50
Tatizo la Njia panda: Je, ni kazi ngapi kusukuma kreti ya kilo 100 mita 10 juu ya ngazi 30° isiyo na msuguano? Urefu uliopatikana: h = 10 × dhambi(30°) = 5 m Kazi = mabadiliko katika PE = m × g × h = 100 × 9.81 × 5 = 4,905 J
#Vitengo
| Kiasi | Kitengo cha SI | Kawaida Sawa |
|---|---|---|
| Nguvu | Newton (N) | 1 kg·m/s² |
| Kazi/Nishati | Joule (J) | 1 N·m |
| Nguvu | Wati (W) | 1 J/s |
| 1 nguvu ya farasi | 746 W | 550 ft·lb/s |
Uhifadhi wa Nishati
Katika mfumo bora: KE + PE = mara kwa mara (jumla ya nishati ya mitambo imehifadhiwa). Mifumo halisi hupoteza nishati kwa msuguano na joto, lakini jumla ya nishati (ikiwa ni pamoja na mafuta) daima huhifadhiwa.
Tumia kikokotoo chetu cha kazi na nguvu kwa nguvu, umbali na wakati wowote.