Работа, энергия и мощность.

Работа. Многие думают, что работа – это изнурительный труд, за который платят мало или очень мало денег. Но физики утверждают, что работа – это физическая величина, равная произведению проекции силы на ось X на перемещение по этой оси: A=F x x Единица работы – Джоуль.

На ту же самую тему. Проекция силы F x в направлении вектора перемещения х равна проекции вектора F на ось Х: F=F cos a a – угол между вектором силы F и вектором перемещения x Работа силы F при перемещении х равна произведению модулей этих векторов на косинус угла между ними. Работа – скалярная физическая величина.

Работа сил реакции опоры, трения. Работа силы реакции, перпендикулярной перемещению х, равна нулю. Сила трения, направленная противоположно перемещению, составляет с ним угол 180 градусов, поэтому работа силы трения отрицательна: А тр =F тр х cos180= -F тр х

Работа сил тяжести. Работа силы тяжести составляет: A g =mgl cos(90-a)= mgl sin a = mgH. Отсюда видно, что работа силы тяжести зависит от высоты плоскости и не зависит от угла наклона плоскости. Тело массой m можно равномерно поднять на высоту H, совершив одну и ту же работу двумя способами : 1приложив силу по вертикали; 2приложив меньшую силу вдоль наклонной плоскости

Потенциальная сила. Потенциальная сила – сила, работа которой при перемещении материальной точки зависит только от начального и конечного положений точки в пространстве.

Потенциальная энергия. Потенциальная энергия тела в данной точке – скалярная физическая величина, равная работе, совершаемой потенциальной силой при перемещении тела из этой точки в точку, принятую за нуль отсчёта потенциальной энергии. E p =mgH

Принцип минимума потенциальной энергии. Любая замкнутая система стремится перейти в такое состояние, в котором её потенциальная энергия минимальна.

Равновесие. Устойчивое равновесие – это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия, возвращается в первоначальное положение. Неустойчивое равновесие – это равновесие, при котором тело, выведенное из положения равновесия, не возвращается в первоначальное положение. Безразличное равновесие – это равновесие, при котором соседние положения тела также являются равновесными.

Кинетическая энергия. Кинетическая энергия тела – скалярная физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат его скорости: E k =mv*v/2

Теорема о кинетической энергии. Изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на тело: E k – E k0 = A

Мощность. Средняя мощность – скалярная физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена: P cp =A/t Единица мощности – 1Ватт.

Мгновенная мощность. Это скалярная величина, равная отношению работы к промежутку времени t, в течение которого она совершена. Мгновенная мощность равна произведению проекций силы, действующей на тело, и скорости в направлении его перемещения.

Закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия системы – сумма её кинетической и потенциальной энергий:E=Ek+Ep Изменение механической энергии системы равно работе всех непотенциальных сил. (Ek+Ep) – (Ek0+Ep0)=Aпp. Консервативная система – механическая система, в которой действуют только потенциальные силы. В замкнутой консервативной системе полная механическая энергия сохраняется: Ek+Ep=Ek0+Ep0. Это закон сохранения энергии.