Работа. Работа постоянной силы. Работа силы тяжести. Работа при вращательном движении

Работа служит мерой действия силы, работа — скалярная вели­чина.

Работа постоянной силы на прямолинейном пути

Работа силы в общем случае численно равна произведению модуля силы на длину пройденного пути и на косинус угла между направлением силы и направлением перемещения:

 

Единицы измерения работы: 1 Дж (джоуль)= 1 Н-м; 1 кДж (килоджоуль) = 103 Дж.

Работа при криволинейном пути — это работа окружной силы:

 

Произведение окружной силы на радиус называют вращающим моментом:

 

Работа силы, приложенной к вращающемуся телу, равна произ­ведению вращающего момента на угол поворота:

 

Работа силы тяжести

Работа силы тяжести зависит только от изменения высоты и равна произведению модуля силы тяжести на вертикальное перемещение точки:

где Δh — изменение высоты. При опускании работа положительна, при подъеме отрицательна.

 

Вопрос 19

Мощность

Для характеристики работоспособности и быстроты совершения работы введено понятие мощности.

Мощность — работа, выполненная в единицу времени:

Единицы измерения мощности: ватты, киловатты,

Мощность при поступательном движении

Учитывая, что S/t = v_cp, полу­чим где F — модуль силы, действующей на тело; v_ср — средняя скорость движения тела.

 

Средняя мощность при поступательном движении равна про­изведению модуля силы на среднюю скорость перемещения и на ко­синус угла между направлениями силы и скорости.

               

Мощность при вращении

Тело движется по дуге радиуса r из точки М₁ в точку M₂

Работа силы: 

где М_вр — вращающий момент.

 

Учитывая, что получим где ω_cp — средняя угловая скорость.

 

Мощность силы при вращении равна произведению вращающего момента на среднюю угловую скорость.

 

Вопрос 20