Работа и кинетическая энергия. Мощность

В качестве единой количественной меры различных форм движения материи и соответствующих им взаимодействий в физике вводится скалярная величина, называемая энергией.

Элементарная работа силы .

dA = [Дж]

но

где ds =путь точки за время dt

α – угол между силой и элементарным перемещением .

Сила не совершает работы в двух случаях:

1) точка приложения силы неподвижна ().

2) α = ±π/2, т.е. сила направлена по нормали к траектории и точки её приложения (┴).

Если α – острый, то dA > 0, такая сила называется движущей силой,

если α – тупой, то dA < 0 и сила называется тормозящей силой.

dA = F_Xdx + F_ydy + F_zdz, откуда А_1,2 = , где F_i = cosαS_n ds – дуговая координата точки, отсчитываемая вдоль её траектории.

Сила , действующая на материальную точку, называется потенциальной или консервативной, если работа этой силы не зависит ни от вида траектории точки между её начальным (1) и конечным (2) положениями, ни от закона движения точки по траектории, а зависит только от начального и конечного положения точки.

Работа потенциальной силы на произвольной замкнутой траектории L равна нулю

Примером непотенциальных сил является сила трения.

Мощность N силы N= [] = [вт]

В механике различают два вида механической энергии: кинетическую и потенциальную.

Кинетическая энергия механической системы – энергия механического движения этой системы. Изменение кинетической энергии материальной точки происходит под действием приложенной к ней силы и равно работе, совершаемой этой силой:

dW_k= , но т.к. , то

dW_k =,

где

Т.к. ,

то dW_k =

W_k =

W_k полностью определяется значением масс и скоростей входящих в систему материальных точек. Она не зависит от,,предыстории” системы. Это важное утверждение формулируется так: кинетическая энергия системы есть функция её механического движения.

В отличие от импульса W_k не зависит от того, в каких направлениях движутся её части.

Дата добавления: 2013-12-12