Работа силы. Мощность
Стр. 131
Вопросы после параграфа
Работа постоянной силы при прямолинейном движении тела – это физическая величина, равная произведению модулей силы, перемещения и косинуса угла между ними: A = FScosα.
Добавить текст Вернуть оригиналРабота силы может быть как положительной, так и отрицательной, в зависимости от знака косинуса угла между силой и перемещением.
Добавить текст Вернуть оригиналЕсли 0° ≤ α < 90°, то cosα > 0 и работа положительна. Положительную работы совершает сила тяжести, действующая на санки, скатывающиеся с горы. При 90° ≤ α < 180° cosα < 0 и работа отрицательна. Отрицательную работу совершает сила тяжести, действующая на санки, которые тянут в гору. При α = 90° (сила перпендикулярна перемещению) cosα = 0 и работа не совершается. Так, сила тяжести не совершает работы при перемещении санок по горизонтальной дороге.
Добавить текст Вернуть оригиналДля вычисления изменяющейся силы разбивают траекторию на малые участки, на каждом из которых силу можно считать постоянной, а сами участки прямолинейными. Работу вычисляют для каждого малого перемещения и суммируют результаты.
Добавить текст Вернуть оригиналРабота силы тяжести равна: A = mh1 – mgh2.
Добавить текст Вернуть оригиналЕсли деформация пружины изменяется от x1 до x2, работа силы упругости определяется выражением: A = \(\frac{kx_{1}^{2}}{2} - \frac{kx_{2}^{2}}{2}\) .
Добавить текст Вернуть оригиналРабота силы зависит от выбора системы отсчёта. Например, если человек стоит в поезде и удерживает растянутую пружину, то в системе отсчёта, связанной с поездом, сила упругости, действующая со стороны пружины на руку человека, не совершает никакой работы, так как точка приложения силы не перемещается. При этом в системе отсчёта, связанной с Землёй, работа будет произведена. При переходе от одной системы отсчёта к другой работа может даже изменить знак, так как направление перемещения зависит от выбора системы отсчёта.
Добавить текст Вернуть оригиналОбсуди с товарищем
Перемещая груз с помощью неподвижного блока, человек выполняет работу, хотя иногда прилагает силу перпендикулярно направлению движения груза, так как блок меняет направление силы так, что она действует на груз в направлении его движения.
Добавить текст Вернуть оригиналУпражнение 25
Дано: F = 20 Н S = 3 м α = 45° |
Решение: A = FScosα A = 20 × 3 × cos45 = 20 × 3 × \(\frac{\sqrt{2}}{2}\) = 42 (Дж) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: A = 42 Дж. |
---|---|
А – ? |
Дано: m = 300 кг S = 3 км g = 10 м/с2 μ = 0,02 |
СИ 3000 м |
Решение: Так как движение равномерное, то: F + Fтр + mg + N = 0 OX: F – Fтр = 0 F = Fтр F = μN OY: N – mg = 0 N = mg F = μmg A = FS = μmgS A = 0,002 × 300 × 10 × 3000 = 180 (кДж) Ответ: A = 180 кДж. |
---|---|---|
А – ? |
Дано: Δx = 5 см A = 1,25 Дж |
СИ 0,05 м |
Решение: A = \(\frac{\text{kΔ}x^{2}}{2}\) ; k = \(\frac{2A}{\Delta x^{2}}\) Добавить текст Вернуть оригиналk = \(\frac{2 \times 1,25}{{0,05}^{2}}\) = 1000 (Н/м) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: k = 1000 Н/м. |
---|---|---|
k – ? |
Дано: m = 3 т ν = 0,1 м/с g = 10 м/с2 |
СИ 3000 кг |
Решение: N = \(\frac{A}{t}\) A = FS; S = νt ; F = mg A = mgνt N = \(\frac{\text{mg}\nu t}{t}\) = mgν N = 3000 × 10 × 0,1 = 3000 (Вт) = 3 (кВт) Добавить текст Вернуть оригиналОтвет: N = 3 кВт. |
---|---|---|
N – ? |