Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Энергия, механическая работа, мощность




ЭНЕРГИЯ, КАК УНИВЕРСАЛЬНАЯ МЕРА РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ ДВИЖЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕЛ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

 

Изменение механического движения тела вызывается силами, действующими на него со стороны других тел. Чтобы количественно характеризовать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работы силы.

Если тело движется прямолинейно и на него действует постоянная сила , которая составляет некоторый угол с направлением перемещения, то работа этой силы равна произведению проекции силы на направление перемещения (), умноженной на перемещение точки приложения силы:

. (3.1)

В общем случае сила может изменять­ся как по модулю, так и по направлению. Если, однако, рассмотреть элементарное перемещение , то силу можно считать постоянной, а движение материальной точки ее приложения – прямолинейным. Элементарной работой силы на перемещении называется скалярная величина

, где – угол между векторами и ; – элементарный путь; – проекция вектора на вектор (рис. 3.1).

Работа силы на участке траектории от точки 1 до точки 2 равна алгебраической сумме элементарных работ на отдельных бесконечно малых участках пути. Эта сум­ма приводится к интегралу

A = . (3.2)

Для вычисления этого интеграла надо знать зависимость силы от пути s вдоль траектории 1-2. Пусть эта зависимость представлена графически (рис. 3.2), тогда искомая работа А определяется на графике площадью закрашенной фигуры. Если, например, тело движется прямолинейно, сила F = const и = const, то получим

А = ,

где s – пройденный телом путь (см. также формулу (3.1)).

Из формулы (3.1) следует, что при α < π/2 работа силы положительна, в этом случае составляющая s совпадает по направлению с вектором скорости движения (см. рис. 3.1). Если , то работа силы отрицательна. При (сила направлена перпендикулярно перемещению) работа силы равна нулю.

Единица работы в системе СИ – джоуль (Дж): 1 Дж - работа, совершаемая силой в 1 Н на пути в 1 м (1 Дж = 1 Н·м).

Чтобы охарактеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности:

N = (3.4)

За время Δ t сила совершает работу , а мощность N, развиваемая этой силой, в данный момент времени равна

N = , (3.5)

т.е. равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы; N – величина скалярная.

Единица мощности в системе СИ – ватт (Вт): 1 Вт – мощность, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж (1 Вт = 1 Дж/с).

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-08; Просмотров: 485; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.