§ 28. Механическая работа. Мощность
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. 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:
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:
|
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.
|