страница 1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие работы
|
Работа и энергия - страница №1/1
Любая С.И. Лекция №4 Тема: Работа и энергия. План лекции:
1. Работа постоянного и переменного тока. Если тело двигается прямолинейно под действием силы F, образующей угол с направлением перемещения S, считается, что сила совершает механическую работу. F A=F·S ·cos - работа постоянной силы. Fв. Измеряется работа в [Дж= 1Н·1м] S Fг. Если направление силы и перемещение совпадает то A=F·S. Если сила F направлена под углом , то работу совершает только горизонтальная составляющая силы Fг .Вертикальная составляющая на движение никакого действия не оказывает. Работа скалярная величина (А>0, тело движения, А В случае переменной силы, разбиваем весь путь S на столь малые отрезки dS,где силы, действующие на каждом из них, можно считать постоянными. FdSίίFίSРаботу определяем по формуле dAί =Fί d Sί cosίТогда работа на всем пути определяется как сумма всех работ на малых участках, n A= Σd Aίi=1 Или в предельном случае дробления на бесконечно малые участки. Здесь все величины или их часть непостоянны. Чтобы найти этот интеграл, надо знать зависимость F,от S и . Графический способ расчета работы. F Работа силы может быть найдена и графически. А В случае постоянной силы работа равна S координат, графиком силы и перемещением. Это будет справедливо и в том случае, когда сила является переменной. Для этого достаточно разбить путь, пройденный телом, на столь малые участки, что силу на них можно считать величиной постоянной, найти работу на каждом участке и просуммировать. Для оценки эффективности работы механизма вводят физическую величину – мощность. - называется средней мощностью и характеризует работу, совершаемую в единицу времени. Мощность измеряется: N= Если работа совершается неравномерно, тоN= lim = N-мгновенная мощность. Δt 0 Если работа совершается постоянной силой, то мощность можно выразить: , A=F·S ═>N= F·= F· υ ═> N= F· υ -выражение мощности через линейную скорость. В случае непостоянной силы мгновенная мощность определяетсяВ современной практике часто встречаются единицы:
1 кВт·ч. -это работа совершаемая механизмом с постоянной мощностью 1кВт в течение 1 часа. 1 кВт·ч = 1000Вт·3600= 3,6·106 Дж.
1л.с.=736 Вт= 0,736 кВт. 3.Потенциальная энергия. Потенциальная энергия - это энергия которая зависит от взаимного расположения тел или частей одного и того же тела. Потенциальная энергия тела массой m поднятого на высоту h относительно нулевого уровня. Еp=mgh; m m- масса; g= 9,8 м/с2. h- высота. h нулевой уровень Потенциальная энергия численно равна работе которую может совершать тело падая с высоты h. Так же потенциальная энергия может быть как положительной, так и отрицательной. Например: если за нулевой уровень принять поверхность Земли, то потенциальная энергия тела поднятого на высоту h относительно земли, положительна. Если же тело находится в шахте на глубине h, потенциальная энергия отрицательна. Пусть тело массой m перемещается из точки 1 в точку 2 и наоборот, т.е. тело проходит путь по замкнутому контуру. mg 2 А1.2 =mh= mgh А2.1 = mh= -mgh Аоб = mh – mh=0 Работа по замкнутому контуру равна нулю. А=F·dS=0Поля, в которых работа по замкнутому контуру равна нолю и не зависит от формы траектории, а зависит только от положения начальной и конечной тачки называются потенциальными, а действующие в них силы – консервативными. К ним относятся силы тяжести, кулоновские силы, силы тяготения и потенциальная энергия в этих полях равна работе консервативных сил с противоположным знаком. Еp = -AКОНСЕР. Если же работа сил зависит от траектории движения, то такие силы называют диссипативными. Рассчитаем потенциальную энергию упруго деформированного тела. По закону Гука сила упругости Fупр.= -kΔx, k- коэффициент упругости, Δx- деформация или смещение. Минус в формуле указывает на то что силы упругости всегда противоположны по направлению смещения. По третьему закону Ньютона сила F совершающая работу должна преодолеть силу упругости и она будет равна F= -Fупр. и с учетом этого элементарная работа dA совершаемая на малом перемещение dx с силой F определится по формуле dA=-Fdx=kΔxdx. Для того чтобы определить работу на всём участке или общую работу необходимо произвести суммирование или интегрирование. , 0> |
|