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.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

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 физике
  • Физика

    Лаба по физике

    • Вид работы:

      Лабораторная работа

    • Выполнена:

      10 мая 2017 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Изучение основ строительства мостов

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      14 марта 2018 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Физико-химические методы очистки техногенных стоков. Общий обзор.

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      4 февраля 2018 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Влияние органических ПАВ на электровосстановление ионов металлов. Эффект Лошкарева

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      27 марта 2018 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Механические волны. Параметры колебаний и волн. Эффект Доплера. Интерференция и дифракция волн

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      25 апреля 2017 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Роль эксперимента в формировании и развитии общей теории относительности.

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      20 мая 2016 г.

    • Стоимость:

      500 руб

    Заказать такую же работу
  • Не получается написать работу самому?

    Доверь это кандидату наук!