Механическая работа. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. КПД.

Пространственной характеристикой действия силы является работа, а временной – импульс силы .

Механической работой называется величина, равная скалярному произведению векторов силы и перемещения:

, (17)

где - угол между величинами и .

Данная формула справедлива в случае, когда .

Не трудно заметить, что работа одной и той же силы максимальна при , и равна нулю при (рис. 8).

Единицей измерения работы является джоуль (Дж).

Быстроту выполнения работы характеризует мощность.

Средней мощностью называют величину, равную

Рис. 8 отношению работы ко времени ее совершения,

в случае . (18)

В случае переменной силы мгновенная мощность равна

.

Иногда мощность выражают через скорость движущегося тела

. (19)

Единицей измерения мощности является ватт [Вт].

Эффективность выполнения работы характеризует коэффициент полезного действия (КПД).

КПД – величина, равная доле, которую составляет полезная (с точки зрения цели выполнения) к совершенной в целом работе . (20)

У реальных механизмов , вследствие действия неконсервативных сил – сил трения.