§ 20. Механическая работа и мощность (окончание)

6. Работа силы тяжести и силы упругости на замкнутой траектории равна нулю.

Силы, работа которых на любой замкнутой траектории равна нулю (или не зависит от формы траектории), называют консервативными.
Силы, работа которых зависит от формы траектории, называют неконсервативными.

Рис. 71

Неконсервативной является сила трения. Например, тело перемещается из точки 1 в точку 2 сначала по прямой 12 (рис. 71), а затем по ломаной линии 132. На каждом участке траектории сила трения одинакова. В первом случае работа силы трения

А₁₂ = -F_трl₁,

а во втором —

A₁₃₂ = A₁₃ + A₃₂, A₁₃₂ = F_трl₂ - F_трl₃.

Отсюда А₁₂ ≠ А₁₃₂.

7. Из курса физики 7 класса вы знаете, что важной устройств, которые совершают работу, является мощность.

Мощностью называют физическую величину, равную отношению работы к промежутку времени, за который она совершена.

Мощность характеризует быстроту выполнения работы. Единица мощности в СИ — ватт (1 Вт):

ватт

За единицу мощности принимают такую мощность, при которой работа 1 Дж совершается за 1 с.

Вопросы для самопроверки

1. Что называют работой? Какова единица работы в СИ?

2. В каком случае сила совершает отрицательную работу; положительную работу?

3. По какой формуле вычисляют работу силы тяжести; силы упругости?

4. Как рассчитать работу, используя график зависимости F(s)?

5. Какие силы называют консервативными; неконсервативными?

6*. Докажите, что работа силы тяжести и силы упругости не зависит от формы траектории.

7. Что называют мощностью? Какова единица мощности в СИ?

Задание 18

1. Мальчика везут на санках, прикладывая силу 20 Н. Верёвка, за которую тянут санки, составляет угол 30° с горизонтом. Чему равна работа силы упругости, возникающей в верёвке, если санки переместились на 100 м?

2. Спортсмен массой 65 кг прыгает в воду с вышки, находящейся на высоте 3 м над поверхностью воды. Какую работу совершает сила тяжести, действующая на спортсмена, при его движении до поверхности воды?

3. Под действием силы упругости длина деформированной пружины жёсткостью 200 Н/м уменьшилась на 4 см. Чему равна работа силы упругости?

4*. Докажите, что работа переменной силы численно равна площади фигуры, ограниченной графиком зависимости силы от координаты и координатными осями.

5. Чему равна сила тяги двигателя автомобиля, если при постоянной скорости 108 км/ч он развивает мощность 54 кВт?

Ответы к заданиям

1. 1,7 кДж.

2. 1950 Дж.

3. 0,16 Дж.

5. 1,8 кН.

<<< К началу