Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.

Механическая работа и мощность

Содержание:

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы. Другими словами, работа - мера воздействия силы.

Определение механической работы

Определение 1

Работа А, совершаемая постоянной силой F, - это физическая скалярная величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы F и перемещением s.

Данное определение рассматривается на рисунке 1.

Формула работы записывается как,

A=Fs cos α.

Работа – это скалярная величина. Единица измерения работы по системе СИ - Джоуль (Дж).

Джоуль равняется работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещение 1 м по направлению действия силы.

Определение механической работы

Рисунок 1. Работа силы F: A=Fs cos α=Fss

При проекции Fs силы F на направление перемещения s сила не остается постоянной, а вычисление работы для малых перемещений Δsi суммируется и производится по формуле:

A=Ai=Fsisi.

Данная сумма работы вычисляется из предела (Δsi0), после чего переходит в интеграл.

Графическое изображение работы определяют из площади криволинейной фигуры, располагаемой под графиком Fs(x)рисунка 2.

Определение механической работы

Рисунок 2. Графическое определение работы ΔAi=FsiΔsi.

Примером силы, зависящей от координаты, считается сила упругости пружины, которая подчиняется закону Гука. Чтобы произвести растяжение пружины, необходимо приложить силу F, модуль которой пропорционален удлинению пружины. Это видно на рисунке 3.

Определение механической работы

Рисунок 3. Растянутая пружина. Направление внешней силы F совпадает с направлением перемещения s. Fs=kx, где k обозначает жесткость пружины.

Fупр=-F

Зависимость модуля внешней силы от координат x можно изобразить на графике с помощью прямой линии.

Определение механической работы

Рисунок 4. Зависимость модуля внешней силы от координаты при растяжении пружины.

Из выше указанного рисунка возможно нахождение работы над внешней силой правого свободного конца пружины, задействовав площадь треугольника. Формула примет вид

A=kx22.

Данная формула применима для выражения работы, совершаемой внешней силой при сжатии пружины. Оба случая показывают, что сила упругости Fупр равняется работе внешней силы F, но с противоположным знаком.

Определение 2

Если на тело действует несколько сил, то их общая работа равняется сумме всех работ, совершаемых над телом. Когда тело движется поступательно, точки приложения сил перемещаются одинаково, то есть общая работа всех сил будет равна работе равнодействующей приложенных сил.

Мощность

Определение 3

Мощностью называют работу силы, совершаемую в единицу времени.

Запись физической величины мощности, обозначаемой N, принимает вид отношения работы А к промежутку времени t совершаемой работы, то есть:

N=At.

Определение 4

Система СИ использует в качестве единицы мощности ватт (Вт). 1 Ватт - это мощность, которую совершает работу в 1 Дж за время 1 с.

Помимо Ватта, существуют и внесистемные единицы измерения мощности. Например, 1 лошадиная сила примерна равна 745 Ваттам.  

Навигация по статьям

Выполненные работы по медицине
  • Медицина

    История рефлексотерапии в Российской Федерации

    • Вид работы:

      Аттестационная работа

    • Выполнена:

      19 августа 2021 г.

    • Стоимость:

      3 300 руб

    Заказать такую же работу
  • Ветеринария

    Ветеринарный надзор за животными и животноводческой продукцией в условиях ЧС Тема ветеринарносанитарные мероприятия при обнаружении ринопневмонии лошадей

    • Вид работы:

      Исправление и доработка готовой работы

    • Выполнена:

      25 апреля 2021 г.

    • Стоимость:

      3 600 руб

    Заказать такую же работу
  • Генетика

    методы геномного редактированияcrisprcas система

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      14 апреля 2021 г.

    • Стоимость:

      1 200 руб

    Заказать такую же работу
  • Сестринское дело

    ситуационных задачнесколько вопросов

    • Вид работы:

      Практическая работа

    • Выполнена:

      7 апреля 2021 г.

    • Стоимость:

      1 500 руб

    Заказать такую же работу
  • Химия

    Темы растворы буферные растворы термодинамика кинетика свойства высокомолекулярных соединений адсорбция поверхностно натяжение коллоидные растворы органика изомерия все виды там же конфигурационная изомерия хиральность конформации

    • Вид работы:

      Дистанционный экзамен, онлайн-тест

    • Выполнена:

      21 января 2021 г.

    • Стоимость:

      600 руб

    Заказать такую же работу
  • Химия

    Ирисы и задачи к ним

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Выполнена:

      25 декабря 2020 г.

    • Стоимость:

      1 600 руб

    Заказать такую же работу
  • Не получается написать работу самому?

    Доверь это кандидату наук!