Работа и мощность, энергия

I. Работа

тело под действием силы , двигаясь по некоторой траектории, проходить путь S. Действие силы на пути S характеризуется работой.

Работой называется скалярная физическая величина, равная произведению проекции силы на направления перемещения Fs и пути S, проходимого точкой приложения силы:

Это выражение справедливо при неизменной проекции силы

Вычисление работы

Вообще говоря

Т.о. работу, совершенная силой на пути S, можно вычислить, как площадь под графиком Fs(S)

Работа упругой силы

Растяжение будем производить медленно, чтобы приложенная сила была равна упругой

– работа приложенной силы, равная площади треугольника под графиком

При этом работа упругой силы всегда равна , т.к. упругая сила всегда противоположна по направлению перемещению точки приложения силы.

II. Мощность

Для характеристики механизмов необходимо определить время совершения работы – мощность – величина, показывающая, какую работу совершает данный механизм в единицу времени.

В общем случае, когда за одинаковые промежутки времени совершает различная работа

III. Энергия

Как показывает опыт, тела имеют свойство совершать работу над другими телами

Энергия – скалярная физическая величина, характеризующая способность тела или системы тел совершать работу.

Энергия тела может быть обусловлена:

-движением тела;

-нахождением тела в потенциальном поле сил.

 

Тело 1 совершает работу над телом 2 за счет запаса энергии, которым оно обладало вследствие своего движения Тогда
1) Кинетическая энергия

По третьему закону Ньютона: , вследствие чего тело 1 получает приращение скорости

Работа, совершаемая над телом, равна приращению его кинетической энергии

 

1) Потенциальная энергия

Рассмотрим тело в потенциальном поле сил. Сопоставим каждой точке поля, характеризуемой радиус-вектором определенное значение функции , причем значение функции в точке 1:

, где U0 – потенциальная энергия точки, принятой за начало отсчета; А10 – работа по перемещению из «1» в «0».

Аналогично для точки «2»:

Тогда

Т.о. с помощью функции можно определить работу, совершаемую над телом силами поля на любом пути. Она оказывается равной убыли функции =. Именно это дает основание назвать функцию одним из видов механической энергии – потенциальной энергией.

Т.к. U0произвольное, то значение U определяется с точностью до некоторой постоянной. При этом для различных потенциальных полей U0 уславливаются принимать по-разному:

-вблизи поверхности Земли ;

-на орбите .

Примеры

Поле силы тяжести вблизи поверхности Земли

Поле упругой силы (пружина в пределах зоны упругости)

Сумма кинетической и потенциальной энергии тела называют полной механической энергией тела.

Теоретический минимум:

1) Работа

2) Вычисление работы

3) Работа силы тяжести и упругой силы

4) Мощность, формулы вычисления механической мощности

5) Энергия. Разновидности

6) Кинетическая энергия

7) Потенциальная энергия

8) Полная механическая энергия

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Принцип суперпозиции | Метод и методология.

Дата добавления: 2021-10-28; просмотров: 243;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.