Главная >> Физика 10 класс. Мякишев

 

 

 

 

Глава 5. Закон сохранения энергии

 

§ 43. Работа силы тяжести и силы упругости. Консервативные силы

    По какой формуле можно вычислить работу силы?

    Что общего между работой силы тяжести и силы упругости?

Работа силы тяжести. Вычислим работу силы тяжести при падении тела (например, камня) вертикально вниз. В начальный момент времени тело находилось на высоте hx над поверхностью Земли, а в конечный момент времени — на высоте h2 (рис. 5.8). Модуль перемещения тела |Δ| = h1 - h2.

    В начальный момент времени тело находилось на высоте над поверхностью Земли

Направления векторов силы тяжести T и перемещения Δ совпадают. Согласно определению работы (см. формулу (5.2)) имеем

    А = |Т| |Δ|cos0° = mg(h1 - h2) = mgh1 - mgh2.                     (5.12)

Пусть теперь тело бросили вертикально вверх из точки, расположенной на высоте h1 над поверхностью Земли, и оно достигло высоты h2 (рис. 5.9). Векторы Т и Δ направлены в противоположные стороны, а модуль перемещения |Δ| = h2 - h1. Работу силы тяжести запишем так:

    А = |Т| |Δ|cos180° = -mg(h2 - h1) = mgh1 - mgh2.                     (5.13)

Предположите, что тело перемещается между точками 1 и 2 (см. рис. 5.10) по ломаной линии. Покажите, что работа силы тяжести и в этом случае определяется выражением (5.13).

    работа силы тяжести равна

Если же тело перемещается по прямой так, что направление перемещения составляет угол а с направлением силы тяжести (рис. 5.10), то работа силы тяжести равна:

    А = |Т| |Δ|cosα = mg|BC|cosα.

Из прямоугольного треугольника BCD видно, что |BC|cosα = BD = h1 — h2. Следовательно,

    А = mg(h1 - h2) = mgh1 - mgh2.                     (5.14)

Это выражение совпадает с выражением (5.12).

Продолжение >>>

 

 

Рейтинг@Mail.ru