Определение работы

Если сила

направлена так же, как перемещение

тела, то работа силы

А = Fs. (1)

В этом случае работа силы положительна. Если сила

направлена противоположно перемещению

тела, то работа силы

А = -Fs. (2)

В этом случае работа силы отрицательна. Если сила

направлена перпендикулярно перемещению

тела, то работа силы равна нулю:

А = 0. (3)

Работа — скалярная величина. Единицу работы называют джоуль (обозначают: Дж) в честь английского учёного Джеймса Джоуля, сыгравшего важную роль в открытии закона сохранения энергии. Из формулы (1) следует:

1 Дж = 1 Н • м.

1. Брусок массой 0,5 кг переместили по столу на 2 м, прикладывая к нему силу упругости, равную 4 Н (рис. 28.1). Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,2. Чему равна работа действующей на брусок:

Рис. 28.1

а) силы тяжести m?

б) силы нормальной реакции ?

в) силы упругости ?

г) силы трения скольжения _тp?

Суммарную работу нескольких сил, действующих на тело, можно найти двумя способами:

1. Найти работу каждой силы и сложить эти работы с учётом знаков.

2. Найти равнодействующую всех приложенных к телу сил и вычислить работу равнодействующей.

Оба способа приводят к одному и тому же результату. Чтобы убедиться в этом, вернитесь к предыдущему заданию и ответьте на вопросы задания 2.

2. Чему равна:

а) сумма работ всех действующих на брусок сил?

б) равнодействующая всех действующих на брусок сил?

в) работа равнодействующей?

В общем случае (когда сила направлена под произвольным углом к перемещению ) определение работы силы таково.

Работа А постоянной силы равна произведению модуля силы F на модуль перемещения s и на косинус угла а между направлением силы и направлением перемещения:

А = Fs cos α. (4)

3. Покажите, что из общего определения работы следуют выводы, показанные на следующей схеме. Сформулируйте их словесно и запишите в тетрадь.

4. К находящемуся на столе бруску приложена сила, модуль которой 10 Н. Чему равен угол между этой силой и перемещением бруска, если при перемещении бруска по столу на 60 см эта сила совершила работу: а) 6 Дж; б) 3 Дж; в) -3 Дж; г) -6 Дж? Сделайте пояснительные чертежи.