фізика / 1 семестр 2 аттестация / закони збереження / Заняття 13

Заняття 13

Робота і потужність

Мета: розглянути особливості рішення задач, алгоритм рішення та основні теоретичні відомості

Рівновага тіл. Момент сили. Умови рівноваги тіла, що має вісь обертання. Види рівноваги тіл. Лабораторна робота №4 «Вивчення рівноваги тіл під дією декількох сил

Ключові слова: рішення задач, алгоритм

Теоретичні відомості

Робота є мірою дії сили і характеризує перетворення енергії з одного виду в інший.

У механіці робота є мірою дії сили і залежить від значення, напряму цієї сили та переміщення точки її прикладання.

Легко помітити, що коли  < 90^о, робота сили додатна, при  = 90^о (сила перпендикулярна до напряму переміщення) робота дорівнює нулю, а при 180^о >  > 90^о -від’ємна.

Робота величина скалярна. Величина F^.cos є проекцією діючої сили на напрям переміщення.

Приклад 1. Дівчинка тягне санчата рівномірно, прикладаючи до мотузки силу 50 Н. Мотузка натягується під кутом 30^о до горизонту (мал.). Яку роботу виконує дівчинка, перемістивши санчата на 20 м.

Розв'язування

F == 50 Н

s == 20 м

 == 30^о

A -?

Робота, яку виконує двигун автомобіля, буде додатною, оскільки сила тяги автомобіля спрямована в напрямку переміщення автомобіля. Додатною також є робота людини, яка підіймає вантаж на певну висоту над поверхнею землі. Сили тертя, що діють на автомобіль, виконують від'ємну роботу, оскільки напрямлені у протилежному переміщенню напрямі.

Можливий випадок, коли робота сили дорівнює нулю. Це буде при = 90^о, оскільки cos90^о = 0. Сила тяжіння, яка діє на супутник Землі, що рухається по коловій орбіті, роботи не виконує.

Фізична величина, що описує стан тіла і зміна якої визначає роботу, називається енергією.

Кінетичну енергію має тіло, яке в даній системі відліку рухається з певною швидкістю:

Потенціальна енергія – енергія взаємодії або взаємного розташування тіл:

Контрольні запитання

1. Коли виконується робота?

2. Які ви знаєте одиниці роботи?

з. Коли робота сили має додатне або від'ємне значення?

4. Як обчислити роботу, якщо тіло рухається по траєкторії складної форми?

5. Яка фізична величина називається енергією?

2. Яку енергію має рухоме тіло?

. з. Чому кінетична енергія є величиною відносною?

4. Чи має енергія напрям?

5. Як зв'язана робота з кінетичною енергією?

6. Чому робота сили тяжіння під час руху по замкнутій траєкторії дорівнює нулю?

7. Яка енергія називається потенціальною?

8. Який зв'язок між роботою сили тяжіння і потенціальною енергією тіла?

Вправа 13