Механическая работа (окончание)

Единица работы

За единицу работы приняли работу, совершаемую силой 1 Н при перемещении точки ее приложения на 1 м в направлении действия силы. Единицу работы назвали¹ джоуль (Дж):

¹ В честь английского физика Дж. Джоуля.

1 Дж = 1 Н • м.

Велика ли работа 1 Дж?

Чтобы получить представление о единице работы, рассмотрим житейский пример.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Какую работу совершают при равномерном подъеме на 1 м полного ведра воды массой 10 кг?

Р е ш е н и е. При равномерном подъеме к ведру прикладывают силу F, равную по модулю силе тяжести mg. Следовательно, для подъема ведра на высоту h совершают работу

А = Fh = mgh.

Проверив единицы величин и подставив числовые данные, получим

А = 10 • 10 • 1 = 100 (Дж).

Итак, по житейским меркам 1 Дж — небольшая работа. В современной технике используют также кратные единицы работы: килоджоуль кДж (10³ Дж) и мегаджоуль МД ж (10⁶ Дж).

РЕШИМ ЗАДАЧУ

С плотины Волжской гидроэлектростанции (рис. 13.1) ежесекундно падает в среднем около 8000 м³ воды с высоты примерно 40 м. Оцените, какую работу совершает в течение 1 с сила тяжести, действующая на падающую воду.

Плотина Волжской ГЭС

Р е ш е н и е. При падении тела массой m с высоты h сила тяжести mg совершает работу А = mgh. Масса воды m = ρV, где ρ — плотность воды V — объем воды, падающей в течение 1 с. Следовательно,

А = ρVgh.

Проверив единицы величин и подставив числовые данные, получим

А = 1000 • 8000 • 10 • 40 = 3200 • 10⁶ (Дж) = 3200 (МДж).

<<< К началу