Справка по работе. единицы измерения работы. калькуляторы работы

Потенциальная энергия

В чем измеряется свет

Эта физическая характеристика является частью полной механической энергии. Описывает расположение тела в силовом поле (источнике силы). Причём эта величина может давать оценку только для целой системы. Она бесполезна для характеристики отдельных точек. При этом оценивается не величина, а ее изменение.

Единицей измерения является Дж или Эрг. Наиболее часто применяемые графические обозначения – U, Ep, W.

Различают следующие типы потенциальной энергии:

в пределах земного притяжения;
в зоне действия электростатических полей;
в системах механической природы.

Для тела, расположенного поблизости от земной поверхности, формула имеет вид:

Ер = m*g*h,

где:

m – масса;
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2);
h – высота центра массы тела над нулевым уровнем.

Уровень нуля можно выбирать произвольно.

Электрически заряженная материальная точка, имеющая потенциал φ(r→), находясь в зоне электростатического поля, обладает потенциальной энергией Ер. Она вычисляется с помощью выражения:

Ер = qp* φ(r→),

где qp – электрический заряд, которым эта точка обладает.

В механических системах при упругих деформациях тела разные его точки взаимодействуют между собой. Такие взаимодействия можно охарактеризовать потенциальной энергией.

Упругая деформация может быть записана как:

Ep = k*(∆x)2/2.

Здесь k – это жёсткость (упругость), ∆x – величина смещения от равновесного положения.

Физика 7: все формулы и определения

«Физика 7: все формулы и определения» — это Справочник по физике в 7 классе, доступный для скачивания в 2-х форматах: КРУПНО (формат PDF, на 3-х страницах) и МЕЛКО (формат JPG, на 1-й странице).

1 файл(ы) 255.55 KB

Физика 7 класс: все формулы и определения МЕЛКО на одной странице

1 файл(ы) 549.72 KB

В пособии «Физика 7: все формулы и определения» представлено 24 формулы
и определения за весь курс Физики 7 класса:

Название формулы (закона, правила)	Формулировка закона (правила)	Формула

1. Цена деления шкалы прибора	Для определения цены деления (ЦД) шкалы прибора необходимо: 1) из значения верхней границы (ВГ) шкалы вычесть значение нижней границы (НГ) шкалы и результат разделить на количество делений (N); 2) найти разницу между значениями двух соседних числовых меток (А и Б) шкалы и разделить на количество делений между ними (n).	ЦД = (ВГ — НГ) / N ЦД = (Б — А) / n

2. Скорость	Скорость (ʋ) — физическая величина, численно равна пути (S), пройденного телом за единицу времени (t).	ʋ = S / t
3. Путь	Путь (S) — длина траектории, по которой двигалось тело, численно равен произведению скорости (ʋ) тела на время (t) движения.	S = ʋ*t
4. Время движения	Время движения (t) равно отношению пути (S), пройденного телом, к скорости (ʋ) движения.	t = S / ʋ
5. Средняя скорость	Средняя скорость (ʋ_ср) равна отношению суммы участков пути (S₁, S₂, S₃, …), пройденного телом, к промежутку времени (t₁ + t₂+ t₃+ …), за который этот путь пройден.	ʋ_ср = (S₁ + S₂ + S₃ + …) / (t₁ + t₂ + t₃ + …)

6. Сила тяжести	Сила тяжести — сила (F_Т), с которой Земля притягивает к себе тело, равная произведению массы (т) тела на коэффициент пропорциональности (g) — постоянную величину для Земли. (g = 9,8 H/кг)	F_Т = m*g
7. Вес	Вес (Р) — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, равная произведению массы (т) тела на коэффициент (g).	Р = m*g
8. Масса	Масса (т) — мера инертности тела, определяемая при его взвешивании как отношение силы тяжести (Р) к коэффициенту (g).	т = Р / g
9. Плотность	Плотность (ρ) — масса единицы объёма вещества, численно равная отношению массы (т) вещества к его объёму (V).	ρ = m / V

10. Момент силы	Момент силы (М) равен произведению силы (F) на сё плечо (l)	М = F*l
11. Условие равновесия рычага	Рычаг находится в равновесии, если плечи (l₁, l₂) действующих на него двух сил (F₁, F₂) обратно пропорциональны значениям сил.	a) F₁ / F₂ = l₁ / l₂ б) F₁l₁ = F₂l₂

12. Давление	Давление (р) — величина, численно равная отношению силы (F), действующей перпендикулярно поверхности, к площади (S) этой поверхности	p = F / S
13. Сила давления	Сила давления (F) — сила, действующая перпендикулярно поверхности тела, равная произведению давления (р) на площадь этой поверхности (S)	F = р*S

14. Давление однородной жидкости	Давление жидкости (р) на дно сосуда зависит только от её плотности (ρ) и высоты столба жидкости (h).	p = g ρ h
15.Закон Архимеда	На тело, погруженное в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила — архимедова сила (F_В). равная весу жидкости (или газа), в объёме (V_Т) этого тела.	F_В = ρgVт
16. Условие плавания тел	Если архимедова сила (F_В) больше силы тяжести (F_Т) тела, то тело всплывает.	F_В> F_Т
17. Закон гидравлической машины	Силы (F₁, F₂), действующие на уравновешенные поршни гидравлической машины, пропорциональны площадям (S₁, S₂) этих поршней.	F₁ / F₂ = S₁ / S₂
18. Закон сообщаю-щихся сосудов	Однородная жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне (h)	h = const

19. Механическая работа	Работа (A) — величина, равная произведению перемещения тела (S) на силу (F), под действием которой это перемещение произошло.	А = F*S
20. Коэффициент полезного действия механизма (КПД)	Коэффициент полезного действия (КПД) механизма — число, показывающее, какую часть от всей выполненной работы (А_В) составляет полезная работа (А_П).	ɳ = А_П / А_В *100%
21. Потенциальная энергия	Потенциальная энергия (Е_П) тела, поднятого над Землей, пропорциональна его массе (т) и высоте (h) над Землей.	Е_П = mgh
22. Кинетическая энергия	Кинетическая энергия (Е_К) движущегося тела пропорциональна его массе (m) и квадрату скорости (ʋ2).	Е_К = m*ʋ2 / 2
23. Сохранение и превращение механической энергии	Сумма потенциальной (Е_П) и кинетической (Е_К) энергии в любой момент времени остается постоянной.	E_П + E_К = const
24. Мощность	Мощность (N) — величина, показывающая скорость выполнения работы и равная:а) отношению работы (А) ко времени (t), за которое она выполнена;б) произведению силы (F), под действием которой перемещается тело, на среднюю скорость (ʋ) его перемещения.	N = A / t N = F*ʋ

12 (двенадцать) самых необходимых (самых востребованных) формул по физике в 7 классе:

Определение работы силы

Силовое воздействие на вещество сопровождается совершением работы. Работа силы — физическая величина, численно равная произведению силы на перемещение, пройденное под ее действием, и косинус угла между направлениями силы и перемещения.

Искомая работа силы, формула которой имеет вид A = FScosα, включает величину силы.

Действие тела сопровождается изменением скорости тела или деформацией, что говорит об одновременных изменениях энергии. Работа силы напрямую зависит от величины.

Сила является одним из ключевых понятий физики. С ее помощью измеряют степень внешнего воздействия одного тела на другое. Понятие силы использовали еще ученые античности в своих работах о статике и движении. Так, изучением сил в процессе конструирования простых механизмов занимался в III в. до н. э. Архимед. Первые представления о силе были сформулированы Аристотелем и просуществовали в течение многих столетий. В XVII Исаак Ньютон сформулировал три основные закона димамики, которые описывают взаимодействие любых сил.

Первый закон — покоящее тело остается в покое, а движущееся тело продолжает двигаться прямолинейно с постоянной скоростью, если на него не действует внешняя сила. Так, остается в покое футбольный мяч, пока игрок не ударит по нему ногой.

Второй закон — движение тела изменяется пропорционально приложенной к нему силе. Так, чем сильнее удар, тем быстрее полет футбольного мяча.

Третий закон — действие любой силы вызывает равное и противоположное ей противодействие. Так, когда гимнаст выполняет переворот или отталкивается от неподвижного предмета, направление его движения определяется силой противодействия (реакции).

Однако к началу XX века Альберт Эйнштейн сформулиовал теорию относительности, где показал, что ньютоновская механика верна лишь при сравнительно небольших скоростях движения и массах тел.

Единицы измерения силы

Ньютон

В международной системе единиц (системе СИ) сила измеряется в ньютонах (Н, N). Единица названа в честь английского физика Исаака Ньютона. Один ньютон есть сила, вызывающая ускорение 1 м/с² тела массой 1 кг.

1 Н = 105 дин.

1 Н ≈ 0,10197162 кгс.

Килограмм-сила

Единица измерения силы, не входящая в систему СИ. Килограмм-сила примерно равна силе, действующей на тело массой в 1 килограмм под воздействием стандартного ускорения свободного падения (ускорение падения тел под действием притяжения Земли в безвоздушном пространстве примерно равно 9,8 м/с²).

1 кгс = 9,80665 ньютонов (точно) ≈ 10 Н

1 Н ≈ 0,10197162 кгс ≈ 0,1 кгс

В ряде европейских государств для килограмм-силы официально принято название килопонд (обозначается kp).
Реже применяются кратные единицы: тонна-сила, равная 103 кгс, или грамм-сила, равная 10 -3 кгс.

Дина

Единица измерения силы в системе единиц СГС, которая широко использовалась до принятия международной системы единиц (СИ). Ее обозначение: дин, dyn. 1 дина равна силе, которая, воздействуя на массу в 1 г, сообщает ей ускорение 1 см / с².
1 дин = г см / с² = 10 −5 Н.

Фунт-сила

Система СИ используется не во всех странах. Так, в Англии есть своя традиционная система мер, согласно которой единицей силы является фунт-сила. Ее обозначение — lbf (сокращение от англ. pound force).

1 фунт-силы = 4,44822 ньютона

Кип (килофунт силы)

В США силу измеряют в кипах (или килофунтах). Образовано от слияния английских слов «kilo» + «pound».

1 kip = 4448,2216152605 ньютонов

Для того, чтобы быстро и точно перевести одну единицу в другую, воспользуйтесь на нашем сайте.

Силу измеряют посредством динамометров, гравиметров, силоизмерительных машин и прессов. Динамометры — приборы, измеряющие силу упругости. Они бывают трех типов: пружинные, гидравлические, электрические. Динамометр используется также в медицине. С его помощью врачи измеряют силы различных мышечных групп человека.

Джоуль

Джоуль (символ J), является производной единицей измерения силы тока в Международной системе единиц. Она равна энергии, передаваемой (или выполняемой при работе) объекту, когда сила одного ньютона воздействует в направлении движения на расстоянии одного метра (1 ньютон-метр или Н⋅м).

Это также энергия, рассеиваемая в виде тепла, когда электрический ток в один ампер проходит через сопротивление в 1 Ом/на одну секунду. Он назван в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля (1818–1889).

В терминах сначала базовых единиц СИ, а затем в терминах других единиц СИ стоит представить: J = kg⋅m2/s2 = N⋅m = Pa⋅m3 = W⋅s = C⋅V, где:

kg — килограмм;
m — метр;
s — секунда;
N — ньютон;
Pa — паскаль;
W — ватт;
C — кулон;
V — вольт.

Один джоуль может быть определен следующим образом:

Работа требовала перемещения электрического заряда одного кулона через разность электрических потенциалов в один вольт или один кулон-вольт (C⋅V). Это отношение может быть использовано для определения вольт.
Работа требовала производства одного ватта мощности в течение одной секунды или одной ватт-секунды (W⋅s) (сравните киловатт-час — 3,6 мегаджоуля). Это отношение может быть использовано для определения ватта.

Мощность формулы. Формулы для расчета электрических величин.

Мощность и КПД в физике, формулы и примеры

Понятие мощности

Единицей измерения мощности в системе СИ является ватт.

Мощность характеризует быстроту совершения работы. Очевидно, что чем меньшее время требуется для выполнения данной работы, тем эффективнее работает машина или механизм.

В случае равномерного прямолинейного движения также справедлива формула:

где — сила, совершающая работу,
— скорость движения тела.

Коэффициент полезного действия, КПД

Все механизмы или двигатели предназначены для выполнения определенной механической работы, которую называют полезной работой. Однако любой машине приходится совершать большую по величине работу, так как вследствие действия сил трения некоторая часть подводимой к машине энергии не преобразовывается в механическую работу.

Эффективность работы машины или механизма характеризуют коэффициентом полезного действия.

Коэффициент полезного действия (КПД) – это отношение полезной работы , совершенной машиной или механизмом, ко всей затраченной работе (энергии , подведенной к системе):

Также справедливы следующие формулы:

где и полезная и затраченная мощности соответственно.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Механическая мощность :: Класс!ная физика

Мощность какого подъемного механизма больше?

Мощность характеризует быстроту совершения работы.

Мощность ( N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа.

Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени.

В Международной системе (СИ) единица мощности называется Ватт (Вт) в честь английскогоизобретателя Джеймса Ватта ( Уатта ), построившего первую паровую машину.

= Вт = Дж / c

1 Вт = 1 Дж / 1с

1 Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за 1 секундуили,когда груз массой 100г поднимают на высоту 1м за 1 секунду

Сам Джеймс Уатт ( 1736 — 1819 ) пользовался другой единицей мощности — лошадиной силой ( 1 л.с. ), которую он ввел с целью возможности сравнения работоспособности паровой машины и лошади.1л.с. = 735Вт

Однако, мощность одной средней лошади — около 1/2 л.с., хотя лошади бывают разные.

«Живые двигатели» кратковременно могут повышать свою мощность в несколько раз.

Лошадь может доводить свою мощность при беге и прыжках до десятикратной и более величины.

Делая прыжок на высоту в 1м, лошадь весом 500кг развивает мощность равную 5 000 Вт = 6,8 л.с.

Считается, что в среднем мощность человека при спокойной ходьбе равна приблизительно 0,1л.с. т.е 70 — 90Вт.

При беге, прыжках человек может развивать мощность во много раз большую.

ЗАГЛЯНИ СЮДА !

ОКАЗЫВАЕТСЯ, ЧТО …

Оказывается, самым мощным источником механической энергии является огнестрельное оружие!

С помощью пушки можно бросить ядро массой 900кг со скоростью 500м/с, развивая за 0,01 секунды около 110 000 000 Дж работы. Эта работа равнозначна работе по подъему 75 т груза на вершину пирамиды Хеопса ( высота 150м ).

Мощность выстрела пушки будет составлять 11 000 000 000Вт = 15 000 000 л.с.

Сила напряжения мышц человека приблизительно равна силе тяжести, действующей на него. Когда 2 одинаковых по весу человека поднимаются по лестнице на одну высоту, но с разной скоростью, то кто из них развивает большую мощность?

Не забудь, что

эта формула справедлива для равномерного движения с постоянной скоростью и в случае переменного движения для средней скорости.

Тогда

Из этих формул видно, что при постоянной мощности двигателя скорость движения обратно пропорциональна силе тяги и наоборот.На этом основан принцип действия коробки скоростей (коробки перемены передач) различных транспортных средств.

А КАК У ТЕБЯ С «СООБРАЗИЛКОЙ» ?

Сейчас проверим!

1. Одинаковую ли мощность развивают двигатели вагона трамвая, когда он движется с одинаковой скоростью без пассажиров и с пассажирами?

Ответ: Pri nalitshii passashiriv sila tjashesti (ves) vagona bolshe, uvelitshivaetsja sila trenia, ravnaja v dannom slutshae sile tjagi,vosrastaet motshnost, uvelitshivaetsja rashod electroenergii.

2. Почему корабль с грузом движется медленнее, чем без груза? Ведь мощность двигателя в обоих случаях одинакова.

Ответ: S uvelitsheniem nagruski korabl bolshe pogrushaetsja v wodu. eto uvelitshivaet silu soprotivlenija wodi dvisheniu korablja, tshto privodit k potere skorosti.

3. Трактор имеет три скорости:3,08; 4,18 и 5,95 км/ч . На какой скорости он будет развивать при той же мощности большую силу тяги на крюке?

Ответ:Если сообразил

Что такое сила?

Прежде чем рассматривать вопрос единицы измерения силы в системе СИ, разберемся с самим понятием силы.

В классической физике под ней понимают величину, которая способна изменять характер движения некоторого объекта, например направление его движения или скорость. Эта физическая величина вместе с энергией определяет интенсивность любых взаимодействий, которые существуют в природе.

Когда говорят о силе, то принято ее рассматривать с двух точек зрения:

Природа происхождения силы, например гравитационная, электрическая или механическая.
Результат ее действия, то есть как она повлияла на движение объекта. В данном понимании имеют в виду использование второго закона Ньютона.

Примерами проявления силы в действии являются движение автомобиля (механическая сила, заставляющая вращать его колеса) или падение мяча с некоторой высоты (сила земного притяжения).

Что называют механической работой?

Что же так называют? Если над телом работает какая-то сила, и в результате действия оной тело перемещается, то это и называется механической работой. При подходе с точки зрения научной философии здесь можно выделить несколько дополнительных аспектов, но в статье будет тема раскрыта с точки зрения физики. Механическая работа — это не сложно, если хорошо вдуматься в написанные здесь слова. Но слово «механическая» обычно не пишется, и всё сокращается до слова «работа». Но не каждая работа является механической. Вот сидит человек и думает. Работает ли он? Мысленно да! Но механическая ли это работа? Нет. А если человек идёт? Если тело перемещается под действием силы, то это механическая работа. Всё просто. Иными словами, сила, действующая на тело, совершает (механическую) работу. И ещё: именно работой можно охарактеризовать результат действия определённой силы. Так ечли человек идёт, то определённые силы (трения, тяжести и т.д.) совершают над человеком механическую работу, и в результате их действия человек меняет точку своего нахождения, другими словами перемещается.

Работа как физическая величина равняется силе, что действует на тело, множимой на путь, который совершило тело под влиянием этой силы и в направлении, указываемом ею. Можно сказать, что механическая работа была сделана, если одновременно было соблюдено 2 условия: сила действовала на тело, и оно переместилось в направление её действия. Но она не совершалась или не совершается, если сила действовала, а тело не поменяло свое местонахождение в системе координат. Вот небольшие примеры, когда механическая работа не совершается:

Так человек может навалиться на огромный валун с целью сдвинуть его, но сил не хватает. Сила действует на камень, а он не перемещается, и работа не происходит.
Тело движется в системе координат, а сила равняется нулю или они все компенсировались. Такое можно наблюдать во время движения по инерции.
Когда направление, в котором двигается тело, перпендикулярно действию силы. Когда поезд двигается по горизонтальной линии, то сила тяжести свою работу не совершает.

Зависимо от определённых условий механическая работа бывает отрицательной и положительной. Так, если направления и силы, и движения тела одинаковы, то происходит положительная работа. Примером положительной работы является действие силы тяжести на падающую каплю воды. Но если сила и направление движения противоположны, то значит происходит отрицательная механическая работа. Примером уже такого варианта является поднимающийся вверх воздушный шарик и сила тяжести, которая совершает отрицательную работу. Когда тело поддаётся влиянию нескольких сил, такая работа называется «работой результирующей силы».

Кинетическая энергия

В чем измеряется освещенность

Это часть полной энергии, определяющая энергетику движения. В системе СИ измеряется в джоулях (Дж), в СГС – в эргах (эрг).

Как связать понятие работы с кинетической энергией? Формула кинетической энергии имеет вид:

Ek = m*v2/2.

В этой формуле физическая величина Ek равна 1/2 от массы тела, умноженной на скорость этого тела в квадрате.

Кинетическая энергия

Далее отображается работа сил, воздействующих на точку при помощи 2-го закона Ньютона. Формула закона позволяет через ускорение (а) выразить силу (F):

F = m*a,

где:

m – масса тела;
a – ускорение тела.

Оперируя с кинематическими величинами и обратив внимание на формулу А = F*s, пробуют выразить желаемую взаимосвязь. Случай прямолинейного ускоренного движения, где скорость и перемещение можно выразить формулой:

Случай прямолинейного ускоренного движения, где скорость и перемещение можно выразить формулой:

s = v22-v21/2a,

где:

v1 – модуль вектора начальной скорости (в начале участка);
v2 – модуль вектора конечной скорости (в конце участка).

Следует подставить значение величины перемещения s и F в формулу работы:

А = m*a*(v22-v21)/2a = m*v22/2 – m*v21/2.

Уменьшаемое или вычитаемое, отображаемые во второй части полученного равенства, имеют общий вид:

m*v/2.

Это есть кинетическая энергия, её обычно обозначают – Ek.

Из всего этого следует, что работа, выполняемая над телом, равнодействующих сил, соответствует изменению Ek.

Следует запомнить! Когда сила давит на тело сонаправленно его движению, совершаемая ею работа положительна, и Ek > 0. Когда она приложена навстречу движению тела, тогда Ek < 0, и работа отрицательная.

Второй закон Ньютона

Сила в физике

Сила – мера взаимодействия тел. Взаимное действие тел друг на друга полностью описывает процессы, связанные с изменением скорости или деформацией тел.

Как физическая величина сила имеет единицу измерения (в системе СИ – Ньютон) и прибор для ее измерения – динамометр. Принцип действия силомера основан на сравнении силы, действующей на тело, с силой упругости пружины динамометра.

За силу в 1 ньютон принята сила, под действием которой тело массой 1 кг изменяет свою скорость на 1 м за 1 секунду.

Сила как векторная величина определяется:

направлением действия;
точкой приложения;
модулем, абсолютной величиной.

Описывая взаимодействие, обязательно указывают эти параметры.

Виды природных взаимодействий: гравитационные, электромагнитные, сильные, слабые. Гравитационные силы (сила всемирного тяготения с ее разновидностью – силой тяжести) существуют благодаря влиянию гравитационных полей, окружающих любое тело, имеющее массу. Исследование полей гравитации не закончено до сих пор. Найти источник поля пока не представляется возможным.

Больший ряд сил возникает вследствие электромагнитного взаимодействия атомов, из которых состоит вещество.

Чем занимаются физики

Физики и инженеры. Сразу оговорюсь, что в этой статье физик и инженер будут близки по смыслу. Но фактически вы должны разделять: ученые-физики — это по большей мере теоретики, а инженеры — это практики, которые разрабатывают устройства, поддерживают работу оборудования и пишут программы.

Где нужны физики. Смартфон — понятный и доступный всем гаджет. Инженеры разрабатывают это устройство с нуля: работу аккумулятора, новейшие дисплеи, процессоры, оптику в камерах, системы распознавания лиц и отпечатков пальцев, стандарты сотовой связи. Всё это — физика. Уже после разработки этих компонентов в дело вступают программисты. Они пишут операционные системы и приложения.

Разработчики с физическим образованием занимаются наноматериалами, телевизорами на квантовых точках, строят АЭС и придумывают конструкции новых электрокаров. Перечислять можно очень долго. Как-то мой преподаватель сказал: «Физика — это всё, что мы видим вокруг себя», — эта фраза лучше всего описывает широту применения профессии.

Мощность

В механике мощность часто обозначают символами N или P и измеряют в Ваттах в честь шотландского изобретателя Джеймса Уатта.

Примечание: Символ $\vec{N}$ используется для обозначения силы реакции опоры — она измеряется в Ньютонах и является векторной величиной. Чтобы не возникло путаницы, мощность вместо N будем обозначать символом P. Символ P – первая буква в английском слове power – мощность.

Мощность – это работа, совершенная за одну секунду (энергия, затраченная за 1 сек).

Расчет работы осуществляем, используя любую из формул:

Разделив эту работу на время, в течение которого она совершалась, получим мощность.

Если работа совершалась равными частями за одинаковые интервалы времени – мощность будет постоянной величиной.

Мощность переменная, когда в некоторые интервалы времени совершалось больше работы.

Еще одна формула для расчета мощности

Есть еще один способ расчета мощности, когда сила перемещает тело и при этом скорость тела не меняется:

Формулу можно записать в скалярном виде:

$ F \left( H \right) $ – сила, перемещающая тело;

$ \displaystyle v \left( \frac{\text{м}}{c} \right) $ – скорость тела;

$ \alpha $ – угол между вектором силы и вектором скорости тела;

Когда векторы $\vec{F}$ и $\vec{v}$ параллельны, запись формулы упрощается:

Примечание: Такую формулу для расчета мощности можно получить из выражения для работы силы, разделив обе части этого выражения на время, в течение которого работа совершалась (а если точнее, найдя производную обеих частей уравнения).

Пример задачи на вычисление механической работы

Вычислить работу, которая совершается при подъеме куска мрамора объемом $1,2 м^3$ на высоту $10 м$. Плотность мрамора $\rho = 2700 \frac{кг}{м^3}$.

Дано:$V = 1,2 м^3$$h = 10 м$$\rho = 2700 \frac{кг}{м^3}$

$A — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:По определению работы: $A = Fs$.

Чтобы равномерно поднимать кусок мрамора вверх, нужно приложить такую силу $F$, чтобы по модулю она была равна силе тяжести $F_{тяж}$:$F = F_{тяж}$.

Сила тяжести определяется по формуле $F_{тяж} = mg$.

Найдем массу:

$m = \rho V = 2700 \frac{кг}{м^3} \cdot 1,2 м^3 = 3240 кг$

Найдем силу:

$F = F_{тяж} = 3240 кг \cdot 9,8 \frac{Н}{кг} \approx 31750 Н$

Теперь можем рассчитать работу (в данном случае путь равен высоте подъема, т.е. $s = h$):

$A = Fs = Fh = 31750 Н \cdot 10 м = 317500 Дж = 317,5 кДж$.

Ответ: $A = 317,5 кДж$.

Формула механической работы

Определяется
механическая работа формулой:

где
A – работа,
F – сила,
s – пройденный
путь.

ПОТЕНЦИА́Л
(потенциальная функция), понятие, характеризующее широкий класс физических силовыхполей (электрических, гравитационных и т. п.) и вообще поля физических величин, представляемыхвекторами (поле скоростей жидкости и т. п.). В общем случае потенциал векторного поля a(x
,y
,z
)
— такаяскалярная функция u
(x
,y
,z
), что a=grad

35.
Проводники в электрическом поле.
Электроемкость.
Проводники
в электрическом поле.
Проводники
— это вещества, характеризующиеся
наличием в них большого количества
свободных носителей зарядов, способных
перемещаться под действием электрического
поля. К проводникам относятся металлы,
электролиты, уголь. В металлах носителями
свободных зарядов являются электроны
внешних оболочек атомов, которые при
взаимодействии атомов полностью
утрачивают связи со «своими» атомами
и становятся собственностью всего
проводника в целом. Свободные электроны
участвуют в тепловом движении подобно
молекулам газа и могут перемещаться по
металлу в любом направлении.
Электри́ческая
ёмкость
—
характеристика проводника,
мера его способности накапливать электрический
заряд.
В теории электрических цепей ёмкостью
называют взаимную ёмкость между двумя
проводниками; параметр ёмкостного
элемента электрической схемы,
представленного в виде двухполюсника.
Такая ёмкость определяется как отношение
величины электрического заряда к разности
потенциалов между
этими проводниками

Глава 4. Работа и мощность. Энергия§ 55. Механическая работа. Единицы работы

В обыденной жизни словом «работа» мы называем всякий полезный труд рабочего, инженера, учёного, учащегося.

Понятие работы в физике несколько иное. Это определённая физическая величина, а значит, её можно измерить. В физике изучают прежде всего механическую работу.

Рассмотрим примеры механической работы. Поезд движется под действием силы тяги электровоза, при этом совершается механическая работа. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу — перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается.

Из этих примеров видно, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы.

Механическая работа совершается и в том случае, когда сила, действуя на тело (например, сила трения), уменьшает скорость его движения. Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем.

Совершение работы электровозом

Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.

Итак, механическая работа совершается, только когда на тело действует сила и оно движется.

Нетрудно понять, что чем большая сила действует на тело и чем длиннее путь, который проходит тело под действием этой силы, тем большая совершается работа.

Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.

Поэтому условились измерять механическую работу произведением силы на путь, пройденный по направлению этой силы

A = Fs, где A — работа, F — сила и s — пройденный путь.

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой 1 Н, на пути, равном 1 м.

Единица работы — джоуль (Дж) названа в честь английского учёного Джоуля. Таким образом,

1 Дж = 1 H • м.

Используются также и килоджоули (кДж).

1 кДж = 1000 Дж;

1 Дж = 0,001 кДж.

Формула A=Fs применима в том случае, когда сила F постоянна и совпадает с направлением движения тела.

Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то данная сила совершает положительную работу.

Если же движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, например силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу.

A = -F_трs.

Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа равна нулю:

A = 0.

В дальнейшем, говоря о механической работе, мы будем кратко называть её одним словом — работа.

Пример. Вычислите работу, совершаемую при подъёме гранитной плиты объёмом 0,5 м3

Подъём гранитной плиты

Подъём гранитной плиты на высоту 20 м. Плотность гранита 2500 кг/м3.

Запишем условие задачи и решим её.

Вопросы:

1. Какие два условия необходимы для совершения механической работы?

2. От каких двух величин зависит совершённая работа?

3. Что принимают за единицу работы?

4. Дайте определение единицы работы 1 Дж. Какие ещё единицы работы вы знаете?

Упражнения:

Упражнение № 30

1. В каких из нижеперечисленных случаев совершается механическая работа: мальчик влезает на дерево; девочка играет на пианино; вода давит на стенку сосуда; вода падает с плотины?

2. По гладкому горизонтальному льду катится стальной шарик. Допустим, что сопротивление движению шарика (трение о лёд, сопротивление воздуха) отсутствует. Совершается ли при этом работа?

3. При помощи подъёмного крана подняли груз массой 2500 кг на высоту 12 м. Какая работа при этом совершается?

4. Какая работа совершается при подъёме гидравлического молота массой 20 т на высоту 120 см?

Задания:

1. Вычислите механическую работу, которую вы совершаете, равномерно поднимаясь с первого на второй этаж здания школы. Все необходимые данные получите сами, результат запишите в тетрадь.

2. Рассчитайте, какую механическую работу вы совершаете, равномерно проходя 1 км пути по горизонтальной дороге. Результаты запишите в тетрадь.

• Указание.Человек, равномерно идя по ровному горизонтальному пути, совершает примерно 0,05 той работы, которая требовалась бы для поднятия этого человека на высоту, равную длине пути.

Предыдущая страницаСледующая страница