Formules commerciales: explication du matériel, exemples de questions et discussion

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La formule du travail est W = F x S, où F est la force et S est la distance parcourue par l'objet. Ce travail peut également être déterminé à l'aide de la différence d'énergie d'un objet.

On entend souvent le terme «effort» dans la vie de tous les jours. En général, une personne fera un effort pour obtenir ce qu'elle veut.

Cependant, il s'avère que les efforts sont également expliqués en science plus précisément dans le domaine de la physique. Par conséquent, regardons de plus près ce que l'on appelle le travail d'un point de vue physique.

Effort

Définition

"Fondamentalement, l'effort est une action ou une action sur un objet ou un système pour changer l'état du système."

Le sujet des affaires est une chose courante et nous le faisons souvent dans la vie de tous les jours.

Par exemple, lors du déplacement d'un seau rempli d'eau, nous nous efforçons de faire bouger le seau de sa place d'origine.

Formule commerciale

Mathématiquement, le travail est défini comme le produit de la force agissant sur l'objet et de sa distance.

W = F. Δ s

Si vous avez étudié les intégrales, le déplacement de la distance dû à la force agissant est un graphique qui change continuellement. Ainsi, l'équation de la formule commerciale peut être écrite

{\ displaystyle W = \ int _ {C} {\ vec {F}} \ cdot {\ vec {ds}}}

Information :

W = travail (joules)

F = force (N)

Δs = différence de distance (m)

Comme nous le savons, la force et la distance sont des quantités vectorielles. Le travail est le produit du point entre la force et la distance, nous devons donc multiplier les mêmes composantes vectorielles. Pour plus de détails, regardons l'image ci-dessous.

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Dans l'image ci-dessus, la personne tire une corde attachée à une boîte avec la force F et forme un angle θ. La boîte est ensuite déplacée s.

Étant donné que le travail est le produit des points, la force qui peut être multipliée par la distance est la force sur l'axe des x. Par conséquent, la formule du travail peut être écrite comme

W = F cos θ. s

où θ est l'angle entre la corde et le plan de la boîte.

En général, l'effort que nous mentionnons souvent n'est que sa valeur absolue. Cependant, le travail peut aussi être positif et négatif, voire nul.

Le travail sera dit négatif si l'objet ou le système travaille contre la force ou plus facilement lorsque la force et son déplacement sont dans des directions opposées.

Pendant ce temps, lorsque la force et le déplacement sont dans le même sens, le travail sera positif. Cependant, lorsque l'objet ne subit pas de changement d'état, son travail est nul.

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Énergie

Avant de discuter davantage des affaires, nous devons d'abord connaître le partenaire de l'effort, à savoir l'énergie.

Le travail et l'énergie sont une unité inséparable. C'est parce que l'effort est une forme d'énergie.

"Fondamentalement, l'énergie est la capacité de travailler."

Comme c'est le cas lorsque nous déplaçons un godet, nous avons besoin d'énergie pour que le godet puisse être déplacé.

L'énergie est également classée en deux types, à savoir l'énergie potentielle et l'énergie cinétique.

Énergie potentielle

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Fondamentalement, l'énergie potentielle est une énergie possédée par un objet lorsqu'un objet ne bouge pas ou est au repos. Un exemple est lorsque nous soulevons un seau d'eau.

Lorsque le godet a été soulevé, pour l'empêcher de tomber, nos mains seront lourdes. C'est parce que le godet a de l'énergie potentielle même si le godet ne bouge pas.

En général, l'énergie potentielle résulte de l'influence de la force de gravité. Dans le cas précédent, le godet était lourd lorsqu'il était soulevé et était déjà en haut.

C'est parce que l'énergie potentielle est affectée par la position de l'objet. Plus l'objet est haut, plus son énergie potentielle est grande.

De plus, l'énergie potentielle est également influencée par la masse et l'accélération gravitationnelle. Ainsi, la quantité d'énergie potentielle peut être écrite comme

Ep = m. g. h

Information :

Ep = énergie potentielle (joules)

m = masse (kg)

g = accélération due à la gravité (9,8 m / s2)

h = hauteur de l'objet (m)

De plus, si une entreprise n'est affectée que par l'énergie potentielle. Ainsi, la quantité de travail est déterminée par la différence entre l'énergie potentielle après et avant le déplacement de l'objet.

W = ΔEp

W = m. g. (h2 - h1)

Information :

h2 = hauteur de l'objet final (m)

h1 = hauteur de l'objet initial (m)

Énergie cinétique

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Un autre cas avec l'énergie potentielle, il y a une énergie possédée par un objet quand il se déplace qui s'appelle l'énergie cinétique.

Tous les objets en mouvement doivent avoir une énergie cinétique. La quantité d'énergie cinétique est proportionnelle à la vitesse et à la masse de l'objet.

Mathématiquement, la quantité d'énergie cinétique peut s'écrire comme suit:

Ek = 1/2 mv 2

Information :

Ek = énergie cinétique (joules)

m = masse (kg)

v = vitesse (m / s)

Si un objet n'est affecté que par l'énergie cinétique, alors le travail effectué par l'objet peut être calculé à partir de la différence d'énergie cinétique.

W = ΔEk

W = 1 / 2.m. (V2 - v1) 2

Information :

v2 = vitesse finale (m / s)

v1 = vitesse initiale (m / s)

Énergie mécanique

Il existe un état où un objet a deux types d'énergie, à savoir l'énergie potentielle et l'énergie cinétique. Cet état est appelé énergie mécanique.

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Fondamentalement, l'énergie mécanique est une combinaison de deux types d'énergie, à savoir cinétique et potentielle agissant sur les objets.

Em = Ep + Ek

Information :

Em = énergie mécanique (joules)

Selon la loi de conservation de l'énergie, une énergie ne peut pas être créée et détruite.

Ceci est étroitement lié à l'énergie mécanique, où toute l'énergie peut être convertie d'énergie potentielle en énergie cinétique ou vice versa. En conséquence, l'énergie mécanique totale sera toujours la même quelle que soit la position.

Em1 = ​​Em2

Information :

Em1 = ​​énergie mécanique initiale (joules)

Em2 = énergie mécanique finale (joules)

Exemples de formules de travail et d'énergie

Voici quelques exemples de questions pour comprendre des cas liés à la formule travail et énergie.

Exemple 1

Un objet d'une masse de 10 kg se déplace sur une surface plane et glissante sans aucun frottement, si l'objet est poussé avec une force de 100 N qui forme un angle de 60 ° avec la direction horizontale. La quantité de travail si le déplacement de l'objet est de 5 m est

Répondre

W = F. cos θ. S = 100. cos 60. 5 = 100,0,5,5 = 250 Joules

Exemple 2

Un bloc d'une masse de 1 800 grammes (g = 10 m / s2) est tiré verticalement pendant 4 secondes. Si le bloc se déplace de 2 m de haut, la puissance résultante est

Répondre

Énergie = Puissance. temps

Ep = P. t

mg h = P. t

1,8 .10. 2 = P. 4

36 = P. 4

P = 36/4 = 9 watts

Exemple 3

Un enfant dont la masse est de 40 kg est au 3ème étage d'un immeuble à une hauteur de 15 m du sol. Calculez l'énergie potentielle de l' enfant si l'enfant est maintenant au 5ème étage et à 25 m du sol!

Répondre

m = 40 kg

h = 25 m

g = 10 m / s²

Ep = mxgxh

Ep = (40) (10) (25) = 10000 joules

Exemple 4

Un objet d'une masse de 10 kg se déplace à 20 m / s. En ignorant la force de friction existante sur les objets. Quel est le changement d'énergie cinétique si la vitesse de l'objet devient 30 m / s!

Répondre

m = 10 kg

v1 = 20 m / s

v2 = 30 m / s

Δ Ek = Ek2-Ek1

Δ Ek = ½ m (v2²- v1²)

Δ Ek = ½ (10) (900-400) = 2500 j

Exemple 5

Un objet d'une masse de 2 kg tombe librement du haut d'un bâtiment à plusieurs étages de 100 m de haut. Si le frottement avec l'air est négligé et g = 10 ms-2, alors le travail effectué par gravité à une hauteur de 20 m du sol est

Répondre

W = mgΔ

W = 2 x 10 x (100 à 20)

W = 1600 joules

Ainsi, la discussion concernant la formule de l'effort et de l'énergie, j'espère qu'elle pourra vous être utile.