Если на частицу подействовать силой F и переместить ее на расстояние s, то сила совершит работу А = Fs = F s cos(F;s) (угол (F;s) между направлением силы и перемещения рассматривается тогда, когда эти вектора не совпадают по направлению). Единицей измерения работы является Джоуль (в системе СИ) или киловатт-час.
Мощностью называется работа, совершаемая за единицу времени, или W=A/t =Fv. По последней формуле можн определить мощность коротких интенсивных движений (ударов по мячу, боксерских ударов и других ударных действий), когда механическую работу определить трудно, но можно измерить силу и скорость. Единица измерения мощности - ватт (Дж/с) (СИ) или лошадиная сила.
Если материальная точка находится в поле (гравитационном, электромагнитном), на нее действует сила F от это поля, имеющая возможность совершать определенную работу. Этот запас работы, предопределяемый положени точки в поле, является ее потенциальной энергией. Принято считать, что если силы, действующие на материальную точку, совершают положительную работу, то ее потенциальная энергия убывает.
|
|
При рассмотрении деформируемого тела часто используют понятие «внутренней потенциальной энергии», которая равна работе деформации, взятой с обратным знаком.
Любое движущееся с поступательной скоростью v тело массой m обладает кинетической энергией, равной Ek=(l/2)m^.
Аналогичную формулу можно записать для вращающегося с угловой скоростью w твердого тела с центром инерции J: EkBP=(l/2) J w2.
Полная энергия движущегося тела равна сумме его потенциальной энергии и кинетической энергии в поступательном и вращательном движениях:
Если мы рассматриваем замкнутую систему, т.е. систему, а которую не оказывают влияние внешние силы, то для такой системы справедливо первое начало термодинамики: энергия в заданной замкнутой механической системе сохраняется. Иначе - это закон сохранения энергии.
Если на систему действуют внешние силы и она переходит из одного состояния в другое, то изменение полной механической энергии при этом переходе равно работе внешних сил. В деформируемых телах полная энергия равна сумме внутренней и кинетической энергий.
Переход одного вида механической энергии в другой называется рекуперацией механической энергии. Простой пример - вращение гимнаста на перекладине, когда вращательная кинетическая энергия переходит целиком в потенциальную в верхней точке и наоборот - в нижней.
Оценка энергетических показателей деятельности спортсмена осуществляется с использованием различного рода датчиков и тестов. С их помощью можно оценить физическое состояние спортсмена и уровень его потенциальных возможностей.