特に機械工学と物理の分野では、仕事の概念は工学の基礎的です。 どのような作業が定義され、計算されたかを理解することは、エンジニアがシステムを効果的にそして効率的に設計するために不可欠です。

エンジニアリングの作業とは?

エンジニアリングでは、力がオブジェクトに適用されると、動くことを引き起こしたときに発生するエネルギーの伝達として、作業が定義されます。作業を計算するための基本的な式は次のとおりです。

  • ワーク(W) = [] フォース(F)×[ 距離(D)]×コス(θ)

どこ:

  • W= 作業完了(ジュールで測定)
  • F] = 力の適用のMagnitude(ニュートンで測定される)
  • d] = 力(メートルで測定される)の方向のオブジェクトによって移動される間隔
  • θ] = 力と動きの方向の角度

作業単位

ユニットの国際システム(SI)の作業の標準ユニットは、ジュール(J)です。 1つのニュートンの力が1メートルずつ、力方向にオブジェクトを置換したときに行われる作業として1つのジュールが定義されます。

作業の他の単位は下記のものを含んでいます:

  • フットポンド(ft-lb)
  • キロワット時(キロワット時)
  • カロリー(カロリー)

一定の力で仕事のドンを計算する

変位と同じ方向に一定の力が加えられたとき、仕事の計算は簡単です。式はに簡素化します:

  • W = []F×[]]]]]d[]

例えば、10 Nの力がオブジェクト5 mを動かすために適用される場合、作業は次のようにします。

  • [W = 10 N×5 m = 50 J

重力に対する仕事の寄付の計算

重力に対してオブジェクトが持ち上げられると、作業は式を使用して計算することができます。

  • W = []]]m×[]]g[×[]]h[[]]

どこ:

  • m] = オブジェクトの質量(キログラム)
  • [g] =重力による加速(約9.81 m/s2)
  • h] = オブジェクトが持ち上げられる高さ(メートル)

例えば、高さ2kgのオブジェクトを3mの高さに持ち上げるには、次のものが必要です。

  • [W] = 2 kg× 9.81 m/s2×3 m = 58.86 J

可変的な力による仕事のドン

適用される力が一定でないとき、仕事の計算は統合を必要とします。変数力によって行われる仕事は次のように表現することができます。

  • W = ]a ]]]b[ F(x)Dx

F(x)]は、位置の関数として力を表し、]aと]b]は、統合の限界です。

エンジニアリングアプリケーションにおける作業事例

さまざまなエンジニアリングアプリケーションにおいて、以下のような業務を理解することが重要である。

  • 機械系:]]エンジンとモーターで作業を計算します。
  • 土木工学:]] 建築中に材料を持ち上げるために必要な作業を想定しています。
  • 航空宇宙工学:]] 推進システムで作業を評価する。

コンテンツ

結論として、仕事の概念は、力と動きを通してエネルギーの伝達に関連する工学の重要な要素です。 作業を計算する方法を理解することで、エンジニアは、エンジニアがシステムの設計と分析を効果的に可能とし、さまざまなアプリケーションで効率と機能性を確保することができます。