Механическая работа. Мощность: Что мы узнали. Вопросы и задания

Что мы узнали

Если направление силы совпадает с направлением перемещения точки приложения силы, то работа силы А = Fs. В этом случае работа силы положительна.

Если направление силы противоположно направлению перемещения точки приложения силы, то работа силы А = -Fs. В этом случае работа силы отрицательна.

Если направление силы перпендикулярно направлению перемещения точки приложения силы, то работа силы равна нулю.

Работа — скалярная физическая величина.

Единица работы — джоуль (Дж); 1 Дж = 1 Н

м.

Чтобы разогнать покоящееся вначале тело, надо совершить работу

где m — масса тела, υ — модуль конечной скорости тела.

Работа силы тяжести при движении тела вниз: А = mgh, где m — масса тела, h — начальная высота тела.

Работа силы упругости при уменьшении деформации пружины до нуля:

где k — жесткость пружины, х — начальная деформация пружины.

Работа силы трения скольжения отрицательна.

Мощностью N называют физическую величину, равную отношению совершенной работы А к промежутку времени t, за который эта работа совершена:

Единица мощности — ватт (Вт);

Мощность транспортного средства можно выразить через силу тяги и скорость: N = Fυ.

Вопросы и задания

Первый уровень

1. Чему равна работа силы, когда направление силы совпадает с направлением перемещения?

2. Чему равна работа силы тяжести при движении тела вверх? вниз?

3. Вверх или вниз направлено перемещение тела, если работа силы тяжести положительна?

4. Чему равна работа силы, когда направление силы перпендикулярно направлению перемещения?

5. Приведите пример, когда работа силы отрицательна.

6. Приведите пример, когда работа силы равна нулю, хотя перемещение не равно нулю.

7. Подъемный кран равномерно поднимает на тросе бетонный блок массой 1 т на высоту 20 м. Какую работу совершает при этом сила упругости?

8. Могут ли действующие на движущееся тело силы совершать одна положительную работу, а другая — отрицательную? Приведите пример, иллюстрирующий ваш ответ.

9. Что такое мощность?

10. Школьник массой 60 кг поднимается с первого на пятый этаж за 2 мин. Какую мощность при этом он развивает? Высота одного этажа 3 м.

11. Автомобиль едет с постоянной скоростью 20 м/с, при этом двигатель развивает мощность 100 кВт. Какова сила тяги автомобиля?

Второй уровень

12. В каких случаях механическая работа равна нулю? Приведите примеры, иллюстрирующие ваш ответ.

13. При равномерном подъеме платформы с грузом подъемный кран совершил работу 1000 Дж, а при спуске пустой платформы сила тяжести совершила работу 200 Дж. Во сколько раз масса груза больше массы пустой платформы?

14. Каков знак работы силы упругости при сжатии недефор- мированной пружины? при растяжении?

15. В каком случае работа силы упругости положительна?

16. Каков знак работы силы трения скольжения? Обоснуйте ваш ответ.

17. Чтобы растянуть пружину на 5 см, надо совершить работу 20 Дж. Какую работу надо совершить, чтобы растянуть эту же пружину еще на 5 см?

18. Эскалатор метро за 2 мин поднимает 200 пассажиров на высоту 30 м. Какова мощность двигателя эскалатора? Примите массу одного пассажира равной 70 кг.

19. Составьте задачу о работе силы, ответ у которой был бы: «1,2 кДж».