Mecanica sunt relativ simple, fenomene mecanice ne întâlnim la fiecare pas. Această ramură a fizicii care unește unele dintre legile generale, se bucură de concepte mecanice generale. Folosind metodele de mecanica, este posibil nu numai să explice ceea ce a văzut, dar și pentru a crea noi sau de a îmbunătăți mecanismul. Un rol important în fizica sunt cantități fizice - de lucru și de putere. În viața de zi cu zi cuvântul „lucrarea“ noi numim tot felul de muncă utilă de lucrător, inginer, om de știință și student. Dar, în fizica, conceptul de lucru este oarecum diferită. Puterea - aceasta este viteza de locuri de muncă. Munca și putere - anumite cantități fizice, ceea ce înseamnă că acestea pot fi măsurate.
Conceptul lucrării și puterea avem în clasa a 7-a. Tema este foarte importantă și interesantă, ca atunci când cumpără orice echipament, ne vom uita la ceea ce este pașaportul puterii sale. La urma urmei, nu-mi pasă cât de repede realizat acest lucru sau că munca în viața de zi cu zi și tehnologie, iar pentru acest lucru trebuie să știm datele cantități fizice.
1. Lucrul mecanic și putere
Trenul se deplasează sub influența tracțiunii electrice, lucrul mecanic. Atunci când a tras din forța de presiune a gazelor pentru praf de pușcă funcționează - mută glonțul în jos baril, în care viteza botul crește. Prin urmare, lucrul mecanic se face, atunci când organismul se mișcă sub forța.
Lucrul mecanic se face și atunci când o forță care acționează asupra corpului (de exemplu, forța de frecare) reduce viteza. Dorind să se miște un caz, ne-am forța prese jos pe el, dar dacă este în același timp, a pus în mișcare nu vine, atunci lucrul mecanic, nu ne-am comis-o.
Se poate imagina un caz în care corpul se mișcă fără forță (inerție), în acest caz, lucrul mecanic este, de asemenea, nu a fost efectuată.
Pentru a comite aceeași muncă de motoare diferite necesită perioade diferite. De exemplu, o macara pe un șantier de construcții pentru câteva secunde până la ultimul etaj al clădirii sute de cărămizi. Dacă aceste cărămizi târât de lucru, el a luat câteva ore.
Funcționarea constantă forța numită cantitate fizică egală cu produsul modulelor de forță și de deplasare, înmulțită cu cosinusul unghiului dintre forța și vectorii de deplasare
Această expresie arată că lucrarea este un scalar și poate avea o valoare pozitivă sau negativă în funcție de semnul cosinusul unghiului alfa.
Lucrarea făcută de puterea F, este pozitiv, în cazul în care unghiul alfa. Vectori între forță și deplasare este mai mică de 900
, Un unghi de 900 <ά. ≤ 1800 forță de muncă este negativ.
Dacă vectorul forță perpendiculară pe mișcarea vector, atunci cosinusul unghiului a zero și forța F funcționare este zero.
.. Dacă are loc mișcarea în direcția opusă a forței, respectiv a = 1800. cosά = -1, atunci A = - F · S. Prin urmare, forța de muncă este negativ.
Când coincidența direcția de mișcare cu direcția lucrării este numeric egală cu suprafața delimitată de curba modulului de putere a distanței parcurse.
Dacă forța și direcția de mișcări sunt opuse, lucrarea este aceeași zonă, dar luată cu semnul „-“
O caracteristică importantă a mașinilor și a mecanismelor de ieșire este.
Putere - o cantitate fizică, egală cu raportul dintre munca la perioada de timp în care se face:
Aici, At - intervalul de timp este atât de mică încât modulul de forță F și unghiul dintre forța și deplasarea poate fi considerată constantă.
Înlocuirea A cu Δ expresie F · ΔS cosά și luând în considerare faptul că Δ S / At este modulul vitezei, obținem o expresie pentru putere:
N = F cos ύ subunitățile, în care ά - unghiul dintre vectorii F și ύ
Astfel, un mecanism de măsurare a puterii necesar să se cunoască cantitatea de forța cu care părțile sale în mișcare acționează pe fiecare parte, și viteza lor de deplasare.
Dacă valoarea Δ A / At variază în funcție de timp, atunci vorbim de putere instantanee:
N = lim Δ → 0 Δ A / At
În această expresie este determinată de produsul scalar de lucru elementar trece printr-o forță F la muncă cilindree mică punctului Δ S al aplicării forței pentru perioada în cauză (4)
2. 2 Unități de muncă și de putere
Unitatea SI de lucru se numește Joule (J)
Joule este egal cu munca prestată de o forță de 1 N la o deplasare a punctului de aplicare la 1 m în direcția forței:
Unitate de putere în Cu numit watt (W)
Unitatea de putere este o astfel de putere, în care se face o lucrare a doua, care este egal cu un joule.
Tehnica utilizată de cele mai mari unități - kilowatt și Megawatt:
1 kW = 1000 W (103)
1 MW = 1.000.000 W (106)
Lucrul mecanic efectuat timp de 1 oră la o putere de 1 kW, se numește kilowatt-oră:
1 kWh = 103 W = 3600s · 3,6 · 106 J.
Tehnica aplicată, uneori, unitate de putere, denumite, cai putere (n. S.) Și egal cu 736 W.
De multe ori, fără a înfrupta schimbările posibile în puterea sau viteza de deplasare a mecanismului în timpul executării lucrărilor, se caracterizează printr-o putere medie - raportul de muncă în perioada de timp pentru care sa efectuat lucrarea. Spre deosebire de intervalul de timp al puterii instantanee în această definiție nu trebuie neapărat să fie mici.
3. Puterea umană
Caracteristica majoră a exercițiilor pe care le facem în orele de educație fizică și în cluburile sportive este puterea lor. Având în vedere că este relativ constantă în exercițiile ciclice, ele pot fi clasificate pentru orice (suficient de mult timp), durata de timp a exercitării puterii de încărcare medie. În timpul executării exercițiilor aciclice secretă perioadele cele mai active (putere) perioade alternate cu perioade intermediare de activitate relativ scăzută (putere) până la odihnă completă (putere zero) de operare.
Mecanice sau fizice, exerciții de putere efectuate mărimi fizice măsurate în wați (uneori în kg m / min). Acesta definește activitatea fizică. În cele mai multe cazuri, este destul de dificil să se măsoare cu precizie puterea fizică a activităților sportive. În exercitarea puterii ciclice (activitatea fizică) și viteza de deplasare (la o inginerie constantă a efectua mișcări) este liniară: cu cât viteza, cea mai mare activitate fizică. Setul de reacții fiziologice (și psihofiziologice) la această activitate fizică pentru a determina capacitatea de încărcare fiziologică sau sarcina fiziologică pe corpul persoanei de lucru. „Sarcina fiziologică“ sau „capacitatea fiziologică“ a conceptului similar cu termenul de „povara lucrării.“ Fiecare persoană în timpul exercițiului de aceeași natură, în capacitatea de încărcare fiziologică aceleași condiții de mediu este direct dependentă de sarcină fizică. De exemplu, cu cât viteza de rulare, cu atât mai mare sarcina fiziologică. Cu toate acestea, același efortului fizic provoacă reacții fiziologice inegale la oameni de diferite vârste și sexe, la persoanele cu diferite grade de pregătire funcțională (fitness), și de asemenea, într-una și aceeași persoană în diferite condiții (de exemplu, la o temperatură ridicată sau scăzută sau presiunea aerului) . În plus, diferite răspunsuri fiziologice observate la aceeași persoană în același exercitarea puterii realizate de diferite grupuri musculare (brate sau picioare) sau la diferite poziții (culcat sau în picioare).
Capacitatea de încărcare în exerciții de aerobic, astfel încât pot să apară alimentarea cu energie electrică a mușchiului de lucru (în principal sau exclusiv), ca urmare a procesului oxidativ (aerob) asociat cu un continuu corp de admisie și a cheltuielilor de funcționare de oxigen mușchii. Prin urmare, capacitatea acestor exerciții poate fi măsurată prin nivelul (viteza) consumul de O2 la distanță. În cazul în care consumul de O2 la distanță se corelează capacității aerobe adiacente a unei anumite persoane (de ex. E., cu IPC individual, sau „plafon de oxigen“), puteți obține o idee a puterii relative de aerobic exerciții fiziologice le efectuate. Conform acestui indicator între exercitarea de aerobic ciclice sunt cinci grupe:
1) exercită capacitatea maximă aerobă
2) exercitarea aproximativ-putere maxima aerobe
3) exercită capacitatea de aerobic submaximale
4) Puterea de aerobic exercițiu mediu
5) capacitate redusă de aerobic exercițiu
Cu o creștere a duratei de exercitii aerobice temperatura corpului, care impune cerințe mai mari pentru sistemul de termoreglare a crescut.
Omul - o parte din natură, iar corpul său este supus acelorași legi ale fizicii. Socrate, „cunoaște-te pe tine însuți“ Vreau să spun, în special, și cum să cunosc corpul și legile fizice la care este supus. În acest sens, am organizat o serie de activități practice.
1. Definirea lucrării și puterea mâinilor
În rolul grupului de studiu - elevi din clasa 11B de școală № 30
1. Măsura de greutate corporală prin intermediul Cîntare de podea
2. În sala de sport a școlii, elevii (on-line) frânghia fără ajutorul picioarelor, am ridica am măsurat timpul (t)
3. Se măsoară înălțimea (h), la care tânărul sa ridicat
4. Mă aștept mâinile în timpul ridicării de lucru prin formula A = MGH
5. Puterea se așteaptă mâinile lor: N = A / T
6. Completați tabelul
Numele masei de student înălțimea de ridicare m la ridicare de mână de mână de lucru Putere
(Kg) de H, m t (c) A (J) N (W)
Paul - 1 73 6 4,95 4292.4 867.2
Paul - 61 6 6,93 2 3586.8 517.6
Philip 70 5 11.47 3360 292.9
Armand 65 3 16,43 1911 116,3
Ruslan 60 6 10,84 3528 325,5
Ilia 57 5.7 7.83 3184.02 406,6
Lucrul mecanic și puterea mâinilor la urcarea pe o frânghie, fără ajutorul picioarelor:
1. Nu depinde de greutatea corporală
1. În funcție de înălțimea la care creșterea coarda, t. E. Distanta care trece corpul
2. În funcție de timpul de ridicare (viteza)
3. Cu cât mișcarea coarda, cea mai mică puterea mâinilor
4. Lucrul mecanic mai, cu atât mai mult de putere
2. Determinarea lucrărilor mecanice la ridicare Haltere
În rolul grupului de studiu - elevii de „tineret“ școală de sport pentru copii, o secțiune - Haltere
• tresar Classic - o tijă de împingere
• halteră Bench pe picioare lui piept
• ridicare pe picioare halteră biceps
1. Se determină greutatea barei să fie ridicată
2. notează timpul de ridicare Haltere cu o a doua ceasuri de mana
3. Determinați înălțimea tijei de ridicare
4. Se calculează lucrarea perfectă și puterea
5. Completați tabelul
Clasic smuls - o tijă de împingere
Numele de greutate tijă m Greutate Atletul studentului Inaltime de ridicare de ridicare Locuri de muncă de putere
(Kg) (kg) de H (m) t (c) A (J) N (W)
Andrew 70 75 2 05 aprilie 1399.4 279.9
Oleg 5 65 65 1,94 247,2 1235.8
Basil 50 60 1,98 6 970.2 161.7
Apăsați tija de la piept în timp ce în picioare
Numele de greutate tijă m Greutate Atletul studentului Inaltime de ridicare de ridicare Locuri de muncă de putere
(Kg) (kg) de H (m) t (c) A (J) N (W)
Andrew 75 0,66 1,5 50 323.4 215,6
Oleg 65 0,55 1,5 55 296.5 197.6
Basil 60 0,71 1,5 30 208.74 139.2
Ridicarea biceps mreana în picioare
Numele de greutate tijă m Greutate Atletul studentului Inaltime de ridicare de ridicare Locuri de muncă de putere
(Kg) (kg) de H (m) t (c) A (J) N (W)
Andrew 42 75 0,56 2 230,5 115,2
Oleg 65 0.54 2 42 222,3 111,1
Basil 60 0.56 2 27 148,2 74,1
Concluzie: Lucrări mecanice și putere în timp ce ridicați tija în funcție de greutatea barei (în proporție directă), înălțimea de creștere bar (în proporție directă).
3. Determinarea puterii medii dezvoltate atunci când rulează pe o distanță de 20 m
În rolul grupului de studiu - elevi 8B clasa de școală № 30
1. Se măsoară scalele de baie greutate
2. Rularea distanță de 20 m, notează timpul pentru care este depășită distanța
3. Presupunând mișcare uniform accelerată, calcula puterea medie dezvoltată atunci când rulează:
N cp = Δ W / t = MV2 / 2t = 2ms2 / t3. când s = v cp t = vt / 2
Datele sunt introduse în tabel:
Nume de masă m distanță elev, care rulează putere medie de timp dezvoltat atunci când rulează
(Kg) care rula t (s)
Katja 40 20 3,42 800
Rita 50 20 4,41 466
Dasha 55 20 3,69 876,5
Anja 50 20 3.37 1044.5
Artem 50 20 3.55 894.9
Angela 44 20 3.33 953.9
În cazul în care aceeași greutate și lungimea puterii distanța depinde de timp. Mai mult timp este nevoie pentru a acoperi distanța, cea mai mică putere
3. Măsurarea 4 dezvoltate de scări ascendente
1. Coborâți zborul de scări în platinei pe un cablu de puternic, ceea ce face un semn pe ea, atunci când platinei ajunge podeaua la primul etaj. Se măsoară înălțimea scării (H)
2. cronometru determina timpul petrecut de noi pe urcatul scarilor
3. Se măsoară greutatea corpului său
4. Se calculează puterea dezvoltată în timpul ascensiunii:
5. Rezultatele obținute sunt înregistrate în tabelul
Nume elev Greutate de ridicare a corpului înălțimea scara de Putere Timp t (c) N (W)
Il 6 44 19 65 215,9
Dasas 59 6,44 10 372,4
Anton 50 6,44 9 350,6
La aceeași înălțime a scării, puterea depinde de timpul petrecut de noi în creștere. Mai mult timp este nevoie pentru a urca scari, cea mai mică putere.
4. Determinarea puterii medii dezvoltate la ghemuit
1. Se măsoară înălțimea șale (H)
2. Se măsoară înălțimea corpului dumneavoastră h în poziția „squatting“ (centrul de greutate, în același timp, este la o înălțime de 0,5 h)
3. Se măsoară greutatea corpului folosind greutățile
4. Efectuarea n genuflexiuni în intervalul de timp (t)
5. Se calculează puterea în curs de dezvoltare prin formula:
N = n mg (H - 0,5 h) / t
6. Rezultatele sunt înregistrate în tabelul
Nume elev de corp Greutatea corporală Înălțimea taliei Numărul de timp genuflexiuni genuflexiuni Putere m (kg) de H poziția (m) „squatting» n t (c) N (W)
Il 65 1 1,045 20 27 225.2
Dasas 1.13 1.13 22 59 23,48 306,1
Anton 0.96 0.99 24 50 25,12 217,7
Puterea de ieșire pentru genoflexiunii depinde de greutatea corporală, numărul de abdomene, înălțimea corpului de „squatting“ poziție, înălțime, talie și timpul petrecut pe genuflexiuni noastre. Mai mult timp petrecut pe ghemuite, cea mai mică putere. Cea mai mare masa de oameni și cantitatea de sit-up-uri, cu atât mai mare puterea sa
IV. eroare de măsurare
Măsurătorile sunt împărțite în mod direct și indirect. Se numește măsurare directă, în care rezultatul este citit la scara de instrumente. Chemat de măsurare indirectă, în care rezultatul se bazează pe calcule.
Valoarea reală a valorii măsurate nu poate fi determinată din mai multe motive, în primul rând pentru că este limitat la redarea standard.
Valoarea lui A este considerată a fi măsurată, dacă este disponibil, nu numai amploarea, ci, de asemenea, limita de eroare absolută Δ A:
calitatea măsurătorilor este determinată de gruparea e eroarea relativă:
Ε = (Δ A / A MOD) 100%
Precizia măsurării directe a sumei mijloacelor de măsurare de eroare (definită în fabrică, fiecare dispozitiv are γ clasa de precizie) și eroarea instrumentului. eroarea instrumentală este definită după cum urmează:
Δ A Arr = γ A max / 100 A max - limita instrumentului de măsurare
Numărul de eroare este egal cu, sau mai precis nu mai mult de jumătate din interval de scală.
Dacă găsiți puterea să folosesc dispozitive fizice: cântare, cronometru, măsură de bandă și o riglă de măsurare.
Eroare instrumentală absolută a instrumentelor de măsurare:
3. Gama de instrument de desen studentului (oțel) demo
4. Măsurarea banda aprox Δ = ± 0,5 cm
Pe baza teoretice și pe teren - studii experimentale ale puterii umane, în funcție de o serie de cantități fizice la următoarele concluzii:
1. Noi rezolva sarcina atribuită: Interrelația omului și a naturii
2. Sunt convins că oamenii - o parte a naturii și supus acelorași legi ale fizicii.
3. Utilizați experimente la scară completă, studii instrumentale, calcule matematice și tabele, a reușit să rezolve problema: pentru a găsi dependența activității umane și puterea de greutate corporală, înălțimea, de ridicare a corpului, timpul în care a comis acest lucru sau că locul de muncă.
4. Capacitatea umană depinde în mod direct proporțional cu: greutate corporală, viteza mișcării sale, distanța pe care îl depășește și corpul de ridicare
5. Puterea depinde invers de timpul în care o persoană face un anumit loc de muncă.
6. Valoarea reală a oricărei cantități fizice nu poate fi determinată deoarece este limitată la redarea standard. O cantitate fizică este considerată a fi măsurată, dacă este disponibil, nu numai amploarea, ci și limitele erorii sale absolute.