Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


–абота и мощность




«аконы сохранени€

«аконы сохранени€ в природе

 

¬ природе имеют место несколько законов сохранени€.

Ёти законы говор€т о том, что при определенных услови€х некотора€ физическа€ величина сохран€ет свое значение. —уществуют законы сохранени€ энергии, импульса, момента импульса, зар€да и др.

‘изики часто пользуютс€ законами сохранени€ по следующим причинам.

¬о-первых, законы сохранени€ не завис€т от характера действующих сил и от вида траектории. ѕоэтому они позвол€ют получить общие и существенные выводы без решени€ уравнений движени€. »ногда из закона сохранени€ вытекает, что что-то оказываетс€ невозможным. Ќапример, мы не тратим попусту врем€ на разработку конструкции вечного двигател€.

¬о-вторых, законы сохранени€ могут быть использованы в тех случа€х, когда силы неизвестны. “ак, в частности, дело обстоит при рассмотрении соудар€ющихс€ тел, в физике элементарных частиц и др.

¬-третьих, даже в тех случа€х, когда силы известны, законы сохранени€ позвол€ют существенно облегчить решение задачи. ƒл€ решени€ задачи следует, прежде всего, попытатьс€ применить соответствующий закон сохранени€ и только после этого переход€т к составлению других уравнений.

¬ этой главе мы рассмотрим законы сохранени€ механической энергии и импульса. ќграничимс€ областью малых скоростей движени€ (v<<c), в которой справедливы преобразовани€ √алиле€.

ѕрежде чем переходить к законам сохранени€ энергии и импульса, необходимо ввести пон€ти€ работы силы, импульса, кинетической и потенциальной энергии.

 

–абота и мощность

ѕусть материальна€ точка, на которую действует сила F, совершает перемещение d r. ƒействие силы F на участке d r характеризуетс€ работой.

–аботой dA, совершаемой силой F на участке d r, называетс€ скал€рное произведение силы F на перемещение точки приложени€ силы d r.

dA = F ×d r = F×dr×cos(F,d r)=Fr×dr, (11.1)

где Fr- проекци€ силы F на направление d r.

¬ декартовой системе координат выражение дл€ элементарной работы примет вид:

dA = F ×d r = . (11.2)

ƒл€ вычислени€ работы на прот€женном участке 1-2 (рис.11.1), необходимо его мысленно разбить на малые участки d r и на каждом из них вычислить работу dA. ѕолна€ работа на участке 1-2 будет равна, очевидно, сумме всех работ dA на этом участке.

. (11.3)

 

»нтеграл типа (11.3) в общем случае €вл€етс€ криволинейным интегралом, вычисление которого вызывает определенные трудности. ќднако в некоторых частных случа€х он вычисл€етс€ достаточно просто. Ќапример.

а) –абота посто€нной силы

¬ этом случае, вынос€ посто€нную величину F за знак интеграла, получим:

ј = (11.4)

–абота посто€нной силы равна скал€рному произведению силы на перемещение точки приложени€ силы.

б) точка приложени€ силы движетс€ пр€молинейно

ѕустим ось X системы координат вдоль перемещени€ d r. “огда выражение (11.2) примет вид: dA = Fxdx.ѕусть нам известна зависимость проекции силы Fx от координаты x, график которой представлен на рис 11.2.

¬ этом случае величина работы имеет геометрическую интерпретацию.

¬еличина работы dA силы F на участке dx, €вл€юща€с€ произведением Fxdx, равна площади заштрихованного участка на рис.11.2. “огда суммарна€ площадь всех dA равна площади под кривой Fx(x) от x1 до x2 () и, соответственно, равна полной работе силы на этом участке.

ѕри пр€молинейном перемещении точки приложени€ силы вдоль оси X работа силы численно равна площади под кривой Fx(x) от xнач до xкон.

 

 оличество работы, совершаемой силой за единичный отрезок времени, характеризует мощность N силы F.

ћощность N силы F при перемещении d r точки ее приложени€ за врем€ dt вычисл€етс€ по выражению:

. (11.5)

—редн€€ мощность áNñ силы F за врем€ Dt равна отношению полной работы ј силы за это врем€ к промежутку времени Dt.

. (11.6)

Ќеобходимо отметить, что при определении работы нужно строго следовать формуле (11.2), а не полагатьс€ на интуитивные ощущени€.

ƒело в том, что пон€тие работы в физике отличаетс€ от житейского пон€ти€ работы. ≈сли ¬ы возьмете стокилограммовую штангу, и будете держать ее на весу, то очень быстро устанете. ¬ам будет казатьс€, что ¬ы совершаете большую Ђработуї, хот€ работа мышечных усилий, как ее понимают в физике, равна нулю.

ѕрежде чем отвечать на вопросы о работе, необходимо у€снить о работе каких сил идет речь, поскольку работу в физике совершают силы, а не предметы и механизмы.

≈диницей работы служит работа, совершаема€ посто€нной силой в 1Ќ, действующей вдоль перемещени€, при перемещении точки ее приложени€ в 1м. Ёта единица называетс€ джоулем.

1ƒж = 1Ќ×м.

≈диницей мощности €вл€етс€ така€ мощность, при которой за одну секунду совершаетс€ работа, равна€ одному джоулю. “ака€ единица называетс€ ваттом.

1¬т = 1ƒж/с = 1Ќ×м/с.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-09-20; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 726 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќаглость Ц это ругатьс€ с преподавателем по поводу четверки, хот€ перед экзаменом уверен, что не знаешь даже на два. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

836 - | 618 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.