|
Разделы Физики
КИНЕМАТИКА
ОСНОВЫ ДИНАМИКИ
СИЛЫ В ПРИРОДЕ
ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИКИ
Законы сохранения в механике
Механические колебания
Волны
Молекулярно-кинетическая теория
Термодинамика
Электрическое поле
Постоянный электрический ток
Магнитное поле
Электромагнитные колебания и волны
Геометрическая оптика
Волновая оптика
Основы специальной теории относительности
Квантовая физика
Физика атома и атомного ядра
Законы сохранения в механике
1.17 Закон сохранения импульса. Реактивное движение
1.18 Механическая работа и мощность
1.19 Кинетическая и потенциальная энергии
1.20 Закон сохранения механической энергии
1.21 Упругие и неупругие соударения
1.22 Элементы гидро- и аэродинамики
1.23 Вращение твердого тела
1.24 Законы Кеплера
|
|
1.18. Механическая работа и мощность
Энергетические
характеристики движения вводятся на основе понятия
механической работы или работы силы.
Работой A, совершаемой
постоянной силой
называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения,
умноженному на косинус угла α между векторами силы
и перемещения
(рис. 1.18.1):
Работа является
скалярной величиной. Она может быть как положительна (0° ≤ α < 90°),
так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). При α = 90°
работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в
джоулях (Дж).
Джоуль равен
работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в
направлении действия силы.
1
|
Рисунок 1.18.1.
Работа силы
 :
 |
Если проекция
силы
на направление перемещения
не остается постоянной, работу следует вычислять для малых перемещений
и суммировать результаты:
Это сумма в
пределе (Δsi → 0)
переходит в интеграл.
Графически
работа определяется по площади криволинейной фигуры под графиком
Fs(x)
(рис. 1.18.2).
2
|
| Рисунок 1.18.2.
Графическое определение работы. ΔAi = FsiΔsi.
|
Примером силы,
модуль которой зависит от координаты, может служить упругая сила пружины,
подчиняющаяся
закону Гука. Для того, чтобы растянуть пружину, к ней нужно приложить
внешнюю силу
модуль которой пропорционален удлинению пружины (рис. 1.18.3).
3
|
Рисунок 1.18.3.
Растянутая пружина. Направление внешней силы
совпадает с направлением перемещения
 .
 k
– жесткость пружины.
 |
Зависимость
модуля внешней силы от координаты x
изображается на графике прямой линией (рис. 1.18.4).
4
|
| Рисунок 1.18.4.
|
По площади
треугольника на рис. 1.18.4 можно определить работу, совершенную внешней силой,
приложенной к правому свободному концу пружины:
Этой же формулой
выражается работа, совершенная внешней силой при сжатии пружины. В обоих случаях
работа упругой силы
равна по модулю работе внешней силы
и противоположна ей по знаку.
Если к телу
приложено несколько сил, то общая работа всех сил равна алгебраической сумме
работ, совершаемых отдельными силами, и равна работе
равнодействующей приложенных сил.
Работа силы,
совершаемая в единицу времени, называется мощностью.
Мощность N – физическая величина, равная
отношению работы A к промежутку времени
t, в течение которого совершена эта работа:
В Международной
системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт
равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.
бюро переводов полянка бюро переводов
|
