На прямолинейном участке пути
|
|
Рассмотрим материальную точку М,к которой приложена сила F. Пусть точка переместилась прямолинейно из положения М0в положение М1, пройдя путь s (рис. 15.1).
Чтобы установить количественную меру действия силы F на пути s,разложим эту силу на составляющие N и R, направленные соответственно перпендикулярно направлению перемещения и вдоль него. Так как составляющая N не может двигать точку или сопротивляться ее движению в направлении s,то действие силы F на пути s можно определить произведением Rs.Эта новая величина называется работой и обозначается W.Следовательно,
т. е. работа силы равна произведению ее модуля на путь и на косинус угла между направлением силы и направлением перемещения.
Таким образом, работа является мерой действия силы, приложенной к материальной точке при некотором ее перемещении.
Работа—величина скалярная.
Рассмотрим три частных случая вычисления работы: 1) 
= 0, в этом случае W= Fs; 2) =90°, в этом случае W = 0; 3) =180°, в этом случае W=-Fs.
Итак, работа положительна, если направление силы и направление перемещения совпадают (или < 90°); работа отрицательна, если направление силы и направление перемещения противоположны (или > 90°); работа равна нулю, когда направление силы и направление перемещения взаимно перпендикулярны. Так, например, при подъеме тела вверх работа силы тяжести отрицательна, при движении вниз — положительна, а при движении по горизонтальной плоскости работа силы тяжести равна нулю.
|
|
|
Силы, совершающие положительную работу, называются движущими силами, силы, совершающие отрицательную работу, — силами сопротивления.
140
Единица работы
[W] – [F][s]= сила 
длина = ньютон метр = джоуль (Дж).
Джоуль — это работа силы в один ньютон на пути в один метр (при совпадении направлений силы и перемещения точки ее приложения).
Работа переменной силы
На криволинейном участке пути
|
|
| Работа на конечном перемещении равна сумме элементарных работ: |
|
|
На бесконечно малом участке ds криволинейный путь можно считать прямолинейным, а силу — постоянной. Тогда элементарная работа dW пути ds равна
Построим график, выражающий зависимость между F cos (F, v) и
пройденным расстоянием s (рис. 15.2, а).
Площадь заштрихованной полоски, которую можно принять за прямоугольник, равна элементарной работе на пути ds:
а работа силы F на конечном пути s графически выражается площадью фигуры ОАВС, ограниченной осью абсцисс, двумя ординатами и кривой А В, которая называется кривой сил.
Если сила совпадает с направлением перемещения и возрастает от нуля пропорционально пути, то работа графически выражается площадью
|
|
|
141
 |
|
треугольника ОАВ (рис. 15.2, б) и равняется половине произведения силы на путь:
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 623; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!