Documente online.
Username / Parola inexistente
  Zona de administrare documente. Fisierele tale  
Am uitat parola x Creaza cont nou
  Home Exploreaza
Upload




























LUCRUL MECANIC -Soft educational-

tehnica mecanica







LUCRUL    MECANIC







-Soft educational-





CUPRINS






Memoriu justificator............

Prezentarea teoretica a lucrului mecanic...5

Atunci când directia si sensul fortei coincid cu directia si sensul deplasarii corpului

Atunci când directia fortei este diferita fata de directia deplasarii

Forme speciale de lucru mecanic:

Lucrul mecanic al fortei de greutate

Lucrul mecanic de accelerare si al fortei motoare

Lucrul mecanic al fortei elastice

Prezentarea pe etape a programului ....21

Specificarea problemei

Marimi de intrare

Marime de iesire

Functia

Lista de comenzi folosite

Programul

Explicarea programului

Schema logica

Bibliografie ...............32

Multumiri...............33





I

Memoriu justificativ



Am ales aceasta tema pentru ca mie mi-a placut în mod special capitolul intitulat "Principiile mecanicii newtoniene". Am ales sa prezint în aceasta lucrare de atestat profesional " Lucrul mecanic" deoarece prezinta o varietate de situatii în functie de forta, directia deplasarii corpului si unghiul format de acestea si alte forme speciale de lucru mecanic. Desi la prima vedere, aceasta marime fizica, pare greu de înteles, eu cred ca dupa un studiu minutios atât al formulelor si deducerile acestora, cât si al graficelor pe care le voi prezenta pentru fiecare din situatiile întâlnite la lucrul mecanic, va veti schimba parerea si va veti da seama cât de usor este de înteles aceasta marime fizica si de aplicat în practica

În prezentarea acestei lucrari voi încerca sa fiu cât se poate de explicit pentru ca cititorul ei sa poata întelege aceasta marime fizica. Pe parcursul lucrarii voi adauga la partea teoretica si o parte practica reprezentata de probleme în care sunt aplicate formule ale lucrul mecanic. De asemenea voi adauga si un program în Turbo Pascal care va înlesni calcularea lucrului mecanic pentru niste valori date si, bineînteles, ca voi explica termenii pe care îi voi folosi la întocmirea acestui program.


II

LUCRUL MECANIC

I Definire




Lucrul mecanic este o marime fizica scalara ce caracterizeaza energia consumata în urma actiunii unei forte F constante pe distanta d, în directia si sensul fortei si este numeric egala cu produsul dintre forta si distanta pe care actioneaza aceasta.

Evident ca lucrul mecanic este o marime fizica de proces deoarece este rezultatul actiunii unei forte în timp si spatiu.



Unde: F-forta care actioneaza asupra unui punct material;

d-distanta pe care actioneaza forta;





Vom prezenta doua situatii de lucru mecanic:



1)Atunci când directia si sensul fortei coincid cu directia si sensul deplasarii corpului

Consideram un corp de masa m, asupra caruia se actioneaza cu o forta F=const. pe distanta d, având aceeasi directie si sens cu deplasarea corpului. Corpul se va misca fara frecare pe directia si sensul axei Ox.


Daca vom reprezenta în coordonate carteziene dependenta dintre forta si distanta, vom obtine asa numita "diagrama lucrului mecanic":






Calculând aria dreptunghiului ABCD










Observam ca lucrul mecanic efectuat de forta F ce actioneaza pe distanta d este egal cu aria dreptunghiului ABCD. În literatura internationala se specialitate, lucrul mecanic este notat cu W (de la work).

Atunci când directia fortei este diferita fata de directia deplasarii.



Consideram un corp de masa m, asupra caruia se actioneaza cu o forta F=const. ce face un unghi α oarecare cu directia deplasarii. Corpul se va misca fara frecare, pe directia si sensul axei Ox:



Studiind din punct de vedere vectorial acest fenomen, ne simtim obligati sa observam actiunea fortelor de-a lungul celor doua axe Ox si Oy reciproc ortogonale (perpendiculare):

a). De-a lungul axei Oy:

Conform Principiului III al dinamicii newtoniene, avem echilibru de forte, componentele verticale anulându-se reciproc:



Rezultanta acestor forte fiind egala cu zero, lucrul mecanic pe verticala este nul, corpul de altfel neînregistrând miscare pe verticala.


b) De-a lungul axei Ox:

Pe aceasta directie va actiona doar componenta Fx a fortei F. Cu alte cuvinte, lucrul mecanic va fi efectuat doar de Fx.




Lucrul mecanic va fi egal cu lucrul mecanic efectuat de proiectia fortei F pe directia axei Ox.



APLICAŢIE


Asupra unui corp ce se deplaseaza pe un plan orizontal pe distanta d=3m, fara frecare, actioneaza o forta motoare F=2N. Sa se calculeze valoarea lucrului mecanic stiind ca unghiul dintre forta si deplasarea acestuia este de: a)00; b)900; c)1800. Sa se realizeze diagrama lucrului mecanic pentru fiecare dintre cazuri.

Rezolvare:

a) α=00











Diagrama lucrului mecanic se realizeaza ca în figura de mai jos:




b)



Nu vom avea diagrama deoarece lucrul mecanic în acest caz este nul.











c















Diagrama lucrului mecanic va fi ca în figura alaturata :












II FORME SPECIALE DE LUCRU MECANIC


1)Lucru mecanic al fortei de greutate

Consideram un corp ce se deplaseaza într-o regiune restrânsa din aproprierea Pamântului în care câmpul gravitational este uniform. Greutatea corpului ce se va misca în aceasta regiune va fi constanta, iar corpul se va deplasa din A în B (coboara).

stiind ca forta de greutate are directie si sens constant, vom calcula valoarea lucrului mecanic al acesteia, în functie de directia si sensul deplasarii.

Alegem doua cai de parcurs din A în B a punctului material pentru a compara lucrul mecanic efectuat (LI fata de LII).

a)     Calea I: pe directia vectorului greutate(1-3);

b)    Calea II: pe o cale diferita, ca în figura de mai jos (1-2-3);


















a)    Calea I:

b)    Calea II:





Comparând cele doua relatii rezulta LI=LII

Aceasta deducere este foarte importanta deoarece ne releva faptul ca lucrul mecanic al fortei de greutate nu depinde de drumul parcurs, ci doar de diferenta de nivel pe care s-a deplasat punctul material(depinde doar de înaltimea initiala si cea finala).





APLICAŢII



Sa se afle lucrul mecanic efectuat de forta de greutate a unui corp de masa m=10 Kg, pe distanta h=4m:

a)la coborâre

b) la urcare

Acceleratia gravitationala se considera g=10N/Kg






















a) La coborâre se observa ca vectorul greutate are aceeasi directie si sens cu vectorul deplasare.















b)



La urcare, vectorul greutate are aceeasi directie, dar sens opus cu vectorul deplasare. Cu alte cuvinte, forta de frânare va avea rol de frânare.








Semnul lucrului mecanic ne confirma faptul ca forta de greutate în acest caz frâneaza. Pentru a urca acest corp, de la h1 la h2, va trebui sa-i furnizam acestuia o cantitate de energie egala cu mg(h2-h1).





2) Lucrul mecanic de accelerare si al fortei motoare

Consideram un corp de masa m, ce se deplaseaza pe un plan orizontal cu frecare sub actiunea unei forte F=const.






) Pe directia axei Oy

Conform Principiului III al mecanicii newtoniene, fortele de pe aceasta directie se anuleaza reciproc:

b)Pe directia axei Ox :

Aplicând Principiul II al mecanicii newtoniene, avem:

Înmultind relatia cu d, rezulta:

Unde: La = lucrul mecanic de accelerare;

Lm=lucrul mecanic motor;

Lr=lucrul mecanic rezistent (al fortei de frecare);



ca masa inertiala (lucrul mecanic de accelerare), iar cealalta parte este consumata prin frecare( datorita fortei de frecare). Aceasta relatie este ca un preambul la notiunea de conservare a energiei.

Daca lucrul mecanic rezistent este mai mic, ramâne mai multa energie pentru a se utiliza la accelerare în cazul în care forta care actioneaza este aceeasi.


APLICAŢII


stiind ca asupra unui corp de masa m=2Kg ce se deplaseaza pe un plan orizontal cu frecare (μ=0,1) actioneaza o forta F=10N paralela cu planul, pe o distanta d=4m. Aflati:

a)    Lucrul mecanic motor

b)    Lucrul mecanic rezistent

c)     Lucrul mecanic de accelerare


REZOLVARE














Ţinând cont de demonstratiile teoretice anterioare, pornim direct de la formulele standard a marimilor fizice care se cer calculate.

a)




c)







3)Lucrul mecanic al fortei elastice

În cadrul acestui tip de lucru mecanic, forta nu mai este constanta ci este variabila, fiind proportionala cu distanta pe care actioneaza. Astfel, daca reprezentam grafic dependenta: F(x), adica forta în functie de distanta, nu mai obtinem ca diagrama a lucrului mecanic un dreptunghi ci un triunghi sau un trapez (în functie de valoarea initiala a fortei). Deoarece în cazul fortei elastice aceasta dependenta este liniara, graficul va fi un segment de dreapta pornit din originea axelor.

Consideram un resort de o constanta elastica oarecare k ce va fi actionat de o forta deformatoare F. Aceasta raspunde (conform principiului III) cu o forta egala si de sens opus numita forta elastica (Fe).

(2)


a) Cazul particular F0=0, x0=0


Lucrul mecanic al fortei deformatore va fi dat de aria triunghiului OBC, iar lucrul mecanic al fortei elastice va fi dat de triunghiul OBE.

Lucrul mecanic al fortei elastice va fi mai mic decât zero deoarece aceasta reprezinta o forta de frânare, iar o scriere vectoriala va evidentia un unghi de 1800 între forta si directia de deplasare.


Este foarte important sa se cunoasca folosirea adecvata a semnului minus în cazul lucrului mecanic rezistent sau al fortei elastice.



Acum vom calcula valorile lucrului mecanic atunci când valorile initiale nu vor mai fi nule. Modalitatea de calcul este identica ca cea din cazul a numai ca aria de calculat va fi a unui trapez.




este lucrul mecanic care s-a efectuat de catre forta deformatoare având valorile initiale nule;

- este lucrul mecanic care s-ar efectua de catre forta deformatoare având ca valori initiale nule, dar cele initiale ale cazului nostru b).


Cu alte cuvinte: daca x0=0,atunci Li=0 si se obtine particularizarea studiata în paragraful a).

Idem se obtine formula lucrului mecanic al fortei elastice:








Unde F=forta deformatoare;

Fe=forta elastica;

L=lucrul mecanic al fortei deformatoare;

Le=lucrul mecanic al fortei elastice














III

Prezentarea pe etape a programului



1. Specificarea problemei

Programul pe care l-am conceput calculeaza lucrul mecanic sub trei forme: - lucrul mecanic al fortei care actioneaza asupra unui corp ce se deplaseaza pe un plan orizontal pe distanta "d"; - lucrul mecanic al fortei elastice; - lucrul mecanic al fortei de greutate.

a). Marimi de intrare

F - forta care actioneaza asupra corpului;

d - distanta pe care s-a deplasat corpul;

α - unghiul sub care actioneaza forta;

k - constanta de elasticitate;


Text Box: Write('Introduceti valoarea fortei');
Write('Introduceti distanta pe care s-a deplasat 
 corpul'); 
Write('Introduceti unghiul sub care actioneaza forta 
 în grade);
Write('Introduceti constanta de elasticitate');
Write('Introduceti valoarea variatiei deformarii');

Write('Introduceti variatia de înaltime'); 
 Write('Introduceti masa corpului);





























b). Marimi de iesire

c). Functia


Programul pe care îl voi prezentarea în cele ce urmeaza l-am conceput pentru a calcula lucrul mecanic efectuat de o forta F, cunoscuta , pe distanta d, de asemenea cunoscuta, sub un unghi x cunoscut folosind urmatoarea formula: . De asemenea în cadrul acestui program se mai poate calcula atât lucrul mecanic al fortei elastice folosind formula , cât si al fortei de greutate folosind formula . În cazul în care utilizatorul va tasta de la tastatura, din neatentie, o cifra necorespunzatoare, imediat calculatorul îl va atentiona asupra acestui fapt.



2. Lista de comenzi folosita




Numire   a programului care nu trebuie sa depaseasca 8 caractere. În cazul în care se întâmpla acest lucru, caracterele vor fi legate cu ajutorul liniutei " " (Exp. Lucrul_mecanic;).


 



Program







Declararea variabilelor folosite în utilizarea programului.

Real: este tipul de numere reale;

Double: este tipul de numere duble

 



Var




Const    






Comanda de începere a unui sir de instructiuni finalizate de indicatorul de sfârsire al acestora "end".

 


Begin







Marcheaza sfârsitul unui sir de instructiuni daca se prevede "end;". Daca se prevede "End." Marcheaza sfârsitul programului.

 


End




Specifica repetarea unui bloc de instructiuni pâna când este îndeplinita conditia ce o impune programatorul în vederea îndeplinirii conditiilor vizate.

 




Repeat ---until








Este instructiune care releva "scrie", acest lucru însemnând afisarea pe ecran a informatiilor referitoare la marimile caracteristice de introdus sau mesaje ale programatorului. Este util în comunicarea programului cu utilizatorul

 




Writeln








Reprezinta "citeste si mergi mai departe". Calculatorul va cere introducerea unei valori pe care o va retine pe parcursul rularii programului. Informatia nu este memorata pe nici un suport   fizic ci este retinuta numai în memoria "RAM", valabila cel mult cât dureaza rularea programului. La închiderea acestuia informatia se pierde.

 




Readln




















3. Programul



Program lucru_mecanic;

Uses graph,crt;

Var a,b,Dh,Dx,k,x,y:real;

Const pi=3,1415926535897932385;

a=0 then

a=1 then

Textcolor(red);

Gotoxy(6,8);

Write('Introduceti constanta de elasticitate');

Read(k);

Textcolor(yellow);

Gotoxy(8,9);

Write('Introduceti valoarea variatiei deformarii');

Read(Dx);



Le:=k*sqr(Dh)/2;

Textcolor(brown);

Gotoxy(12,12);

Write('Le=',L:10:2); read;

End

If a=2 then

Begin

Textcolor(red);

Gotoxy(6,8);

Write('Introduceti masa corpului); Read(m);

a>2 then

Begin

Textcolor(yellow);

If a<0 then

Begin

b=0;

End





4. Explicarea programului


Ca orice program în Turbo Pascal, pe prima linie se va tipari instructiunea:


Text Box: Program Lucru_mecanic;



În acest caz am folosit numele "Lucru_mecanic" deoarece este tema acestei lucrari. Am folosit liniuta între cuvintele lucru si mecanic deoarece limbajul de programare nu permite folosirea a mai mult de opt caractere nedespartite prin acea liniuta, în alte cazuri se poate închide textul în acolade (nu se ia în considerare), sau se închide textul în apostrof.

Urmatoarea instructiune pe care am folosit-o este:



Text Box: Uses graph,crt;




Aceasta instructiune am folosit-o pentru a indica biblioteca pe care o voi folosi(unit-urile predefinite).


Prin instructiunea de mai jos am definit tipul variabilelor pe care le-am folosit în program. De asemenea am definit si doua constante: pi si g.


Text Box: Var a,b,Dh,Dx,k,m,x,y:real;
 F,d:real;
 L:double;
 Const pi=3.1415926535897932385
 g=9.81;



Text Box: Write('Doriti sa calculati lucrul mecanic normal(0), al fortei elastice(1), sau al fortei de greutate(2)! Tasati cifra corespunzatoare!'); readln(a);


Prin aceasta instructiune utilizatorul este întrebat ce fel de lucru mecanic doreste sa calculeze.

În functie de ce fel de lucru mecanic se va alege sa calculeze, programul va parcurge una din urmatoarele situatii:

1) Daca utilizatorul tasteaza cifra 0, atunci se va calcula lucrul mecanic normal.



Deoarece limbajul de programare Turbo Pascal calculeaza decât cosinusul unghiurilor în radiani, am folosit relatia dintre grade si radiani pentru a transform gradele în radiani.

2) Daca de la tastatura utilizatorul introduce cifra 1, atunci programul "sare" peste prima parte si merge la urmatoarea unde va calcula lucrul mecanic al fortei elastice.



3) În cazul în care utilizatorul ta introduce cifra 2, atunci programul va calcula lucrul mecanic al fortei de greutate.


Daca din greseala utilizatorul introduce o cifra mai mare decât doi sau mai mica decât 0 atunci programul va afisa faptul ca nu s-a ales corect felul de lucru mecanic.



Text Box: If a>2 then begin
Write('NU ati introdus corect felul de lucru mecanic pe care vreti sa-l calculati');
Readln;
End;
End.







Pentru ca programul la rulare sa fie mai placut la vedere am introdus câteva instructiuni auxiliare:

*    Ciclul repeat-until-prin aceasta instructiune programul ruleaza, fara al mai compila iar, pâna când doreste utilizatorul (în acest caz);

*    Textbackgroung(culoare)- aceasta instructiune coloreaza fundalul;

*    Textcolor(culoare)- aceasta instructiune coloreaza scrisul;

*    Gotoxy(x,y)- aceasta instructiune muta cursorul în punctul de coordonate x si y;

*   Clrscr- aceasta instructiune sterge ecranul anterior


















5. Schema logica


IV.

Bibliografie








"Fizica" manual pentru clasa a IX-a, autori:

Anatolie Vasile

Vasile Falie

Dumitru Manda





"Fizica" manual pentru clasa a IX-a, autori:

Cleopatra Gherbanovschi

Nicolae Gherbanovschi












V

Multumiri






Vreau sa multumesc tuturor celor care m-au sprijinit si m-au încurajat pe parcursul acestei lucrari.

În primul rând vreau sa-i multumesc Domnului Director Sandu Marinica, care mi-a acordat încrederea si tot sprijinul sau în elaborarea acestei lucrari.

De asemenea vreau sa multumesc domnului profesor Arotaritei Felix, care si el m-a sprijinit, m-a îndrumat si mai ales m-a încurajat în momentele de cumpana

Nu în ultimul rând tin sa multumesc si colegilor mei care m-au sprijinit si ei cum au putut mai bine si au demonstrat ca suntem un colectiv în adevaratul sens al cuvântului.

În speranta ca munca pe care am depus-o a fost de folos si dumneavoastra, celor ce ati binevoit sa dati atentie lucrarii mele considerati ca aceasta este interesanta, va multumesc pentru timpul acordat.












Document Info


Accesari: 23834
Apreciat:

Comenteaza documentul:

Nu esti inregistrat
Trebuie sa fii utilizator inregistrat pentru a putea comenta


Creaza cont nou

A fost util?

Daca documentul a fost util si crezi ca merita
sa adaugi un link catre el la tine in site

Copiaza codul
in pagina web a site-ului tau.




eCoduri.com - coduri postale, contabile, CAEN sau bancare

Politica de confidentialitate




Copyright © Contact (SCRIGROUP Int. 2021 )