Работа силы. Мощность. Энергия. Единицы измерения. Закон сохранения энергии

 

Второй закон Ньютона в форме  позволяет определить, как меняется скорость тела  по модулю и направлению, если на него в течение времени Δ t действует сила .

Изменение скорости по модулю возможно лишь в том случае, когда проекция силы на направление перемещения тела F, отлична от нуля. Именно эта проекция определяет действие силы, изменяющей скорость тела по модулю. Она совершает работу.

.

Если угол между силой и перемещением обозначить через α, то . Следовательно работа равна:

.

Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними.

В Международной системе единиц (СИ) работа измеряется в джоулях (Дж).

Джоуль – это работа, совершаемая силой 1 Н на перемещении 1 м, если направления силы и перемещения совпадают.

Мощностью называют отношение работы к интервалу времени Δ t, за который эта работа совершена.

.

Мощность численно равна работе, совершённой в единицу времени.

.

В СИ мощность выражается в ваттах (Вт).

Энергия характеризует способность тела (или системы тел) совершать работу.

Существует два вида механической энергии: кинетическая энергия и потенциальная энергия.

Кинетическая энергия тела – это энергия движущегося тела.

.

Потенциальная энергия – это энергия тела, поднятого над Землёй.

 

Энергию взаимодействия тела с Землёй, называют потенциальной энергией.

.

 

Величину Е, равную сумме кинетической и потенциальной энергий системы, называют механической энергией.

 

Закон сохранения механической энергии. В изолированной системе действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется.