Работа и кинетическая энергия. Мощность.



По определению, элементарной работой силы  на бесконечно малом перемещении  называется скалярное произведение этих двух векторов . 

 α — угол между векторами и , FS = F × Cosα — проекция силы на направление перемещения . Работа силы — скалярная величина, которая может быть как положительной, так и отрицательной. Формально знак работы определяется знаком косинуса. Если — Cosα > 0 и работа силы положительна. Сила, направленная в сторону противоположную смещению, совершает отрицательную работу. Если вектор силы образует с вектором перемещения или скорости прямой угол, то работа такой силы равна нулю. Так, работу не производит центростремительная сила при движении по круговой орбите, сила тяжести и сила реакции опоры при перемещении тела по горизонтальной поверхности. Для того чтобы вычислить работу на конечном участке траектории, нужно рассмотреть криволинейный интеграл вектора вдоль этого участка траектории:

Единицей измерения работы в системе СИ является Джоуль.

Работа характеризует результат действия силы. В физике работа совершается тогда, когда на тело действует сила и тело движется. Например, падающий камень совершает работу, а человек, который безуспешно пытается сдвинуть с места тяжелый предмет, – нет.

Если направление действия силы и направление движения тела совпадают, сила совершает положительную работу, в противном случае – работа силы отрицательна.

Кинетическая энергия — скалярная функция, являющаяся мерой движения материальных точек, образующих рассматриваемую механическую систему, и зависящая только от масс и модулей скоростей этих точек. , где m - масса тела, v - скорость тела. Из теоремы о кинетической энергии следует физический смысл кинетической энергии: кинетическая энергия тела равна работе, которую оно способно совершать в процессе уменьшения своей скорости до нуля. Чем больше «запас» кинетической энергии у тела, тем большую работу оно способно совершить. Если работа всех сил, действующих на тело, положительна, то кинетическая энергия тела возрастает, если работа отрицательна, то кинетическая энергия убывает.

Мощность — физическая величина, измеряемая отношением работы к промежутку времени, в течение которого она произведена.

Другими словами, мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени (в СИ — за 1 с). Мощность определяется формулой: , где N — мощность, А — работа, совершенная за время М. Подставив в формулу:  вместо работы А ее выражение , получим . Мощность равна произведению модулей векторов силы и скорости на косинус угла между этими векторами. Мощность в системе СИ измеряется в ваттах (Вт). Один ватт (1 Вт) — это такая мощность, при которой за 1 с совершается работа 1 Дж: 1 Вт = 1 Дж/с.


Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 201; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!