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)

План уроку. 2.Звязок між роботою та енергією





1.Поняття енергії

2.Звязок між роботою та енергією

3.Механічна робота, як фізична величина

4.Робота різних сил

5.Потужність

6.Кінетична енергія

 

1.Поняття енергії

Енергія — це фізична величина, за допомогою якої можна кількісно охарактеризувати будь-який рух, тобто це універсальна кількісна міра руху.

 

2.Звязок між роботою та енергією

Робота пов’язана з переміщенням, тому вона може виконуватися тільки за умови, що тіла рухаються. Якщо робота виконується під час руху тіл, які взаємодіють, то змінюється їхнє взаємне розташування. Крім того, під час виконання роботи може змінюватися швидкість тіл.

Таким чином, тіло виконує роботу тільки в разі зміни свого механічного стану: змінюється або взаємне розташування тіл, або їхні швидкості, або те й інше.

Здатність тіла виконувати роботу внаслідок зміни свого стану характеризують фізичною величиною, що називається енергією.

 

3.Механічна робота, як фізична величина

Якщо на тіло діє постійна сила , спрямована вздовж переміщення s тіла, то робота цієї сили А = F · s.

Якщо сила спрямована під кутом α до переміщення тіла, то робота А = F · s · cosα.

Робота сили дорівнює добутку модуля сили на модуль переміщення й на косинус кута між напрямом сили й напрямом переміщення.

Одиницею вимірювання роботи в СІ є джоуль (Дж):один джоуль — це робота, яку виконує сила в 1 Н в процесі переміщення тіла на 1 м у напрямі дії сили:1 Дж = 1 Н · 1 м.

Робота може бути додатньою, дорівнювати нулю й бути відємною , залежно від того, який кут становить напрям сили з напрямом переміщення:

А > 0,якщо < 90°;

А = 0, якщо = 90°;

А < 0, якщо > 90°.

 

4.Робота різних сил

Робота сили тяжіння

Якщо тіло падає з певної висоти, напрям сили тяжіння збігається з напрямом переміщення. При цьому під час руху тіла вниз робота сили тяжіння позитивна. Якщо тіло масою m падає з висоти h, то робота сили тяжіння дорівнює:A = mgh.

Під час руху тіла вгору сила тяжіння вже спрямована протилежно переміщенню, тому в цьому випадку робота сили тяжіння негативна. Отже, у разі підйому тіла масою m на висоту h робота сили тяжіння дорівнює:A = -mgh.



Робота сили пружності

У разі зменшення деформації пружини сила пружності, що діє з боку пружини, спрямована так само, як переміщення, тому робота сили пружності позитивна.

Із закону Гука випливає, що в разі зменшення деформації пружини до нуля, модуль сили пружності зменшується від kx до нуля, тому середнє значення сили пружності дорівнює:

При цьому робота сили пружності визначається, як

У разі збільшення деформації пружини сила пружності, що діє на тіло з боку пружини, спрямована протилежно деформації.

У цьому випадку робота сили пружності негативна.

Робота сили тертя ковзання

Сила тертя ковзання завжди спрямована протилежно напряму швидкості, а отже, і переміщенню тіла, тому робота сили тертя ковзання завжди негативна.

 

5.Потужність

Потужність — це фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню роботи до проміжку часу, за який вона виконана:

Одиниця потужності в СІ — ват (Вт):1 Вт — це така потужність, яка дозволяє роботі в 1 Дж виконуватися за 1 с:

Миттєва потужність — це скалярна фізична величина, що дорівнює відношенню роботи, виконаної за нескінченно малий проміжок часу, до величини цього проміжку.

Миттєва швидкість дорівнює добутку проекцій сили, що діє на тіло, і швидкості в напрямі його переміщення:

 

6.Кінетична енергія

Енергія, яку має тіло внаслідок свого руху, називається кінетичною енергією.

Величину, що дорівнює половині добутку маси тіла на квадрат його швидкості, називають кінетичною енергією тіла:

Робота сили дорівнює зміні кінетичної енергії тіла:

Це твердження називають теоремою про кінетичну енергію. Якщо в початковий момент часу тіло нерухоме, то A = Wk.

Фізичний зміст кінетичної енергії: кінетична енергія тіла масою m, що рухається зі швидкістю v, дорівнює роботі, яку виконує сила, аби передати тілу, що перебуває в стані спокою, цю швидкість.

Кінетична енергія збільшується, якщо робота сили позитивна, і зменшується внаслідок негативної роботи.

 

Розв’язати задачі

1. Яка робота А здійснюється при підйомі на дах мотузку завдовжки l=40м і масою m = 6 кг? Спочатку мотузок звішувався вертикально з краю даху.

2. Автомобіль масою М= 2т розганяється з місця в гору з ухилом 0,02. Коефіцієнт опору μ= 0,05. Автомобіль набрав швидкість v=97,2 км/ч на відрізку s = 100 м. Яку середню корисну потужність Рср розвиває двигун?

3. Автомобіль піднімається по схилу із швидкістю v = 60 км/год. Спускаючись по тому ж схилу з вимкненим мотором, він рухається рівномірно з тією ж швидкістю. Яку потужність Р розвиває двигун на підйомі? Ухил дорівнює 0,05; маса автомобіля 2т.

4. Шліфувальний диск діаметром d = 30 см обертається з частотою n=120об/хв. Металевий брусок притискують до циліндричної поверхні диска з силою F = 100 Н. Коефіцієнт тертя між бруском і диском μ = 0,2. Яку потужність N розвиває двигун, що обертає диск?

 

Домашнє завдання:

1. Розв’язати задачі:

1. Убивши гігантську змію, я витягнув її упоперек дороги (див. малюнок), виміряв і зважив. Довжина її виявилася L, маса М. Щоб звільнити дорогу, мені довелося перетягнути змію на траву. Яку роботу я при цьому виконав? Коефіцієнт тертя змії об дорогу μ1 об траву — μ2.

2. Відро з водою масою М=10 кг піднімають на висоту h = 10м, прикладаючи постійну силу F=200 Н.Яку роботу А при цьому здійснюють? Чому дорівнює зміна потенційній енергії ΔAwp? Як узгоджуються ці результати із законом збереження енергії?

 

Тема уроку: Потенціальна енергія. Закон збереження і перетворення енергії.

Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой




Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 3069; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) 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: 0.032 сек.