Механічна робота і потужність


Робота

Робота – це скалярна величина, яка визначається за формулою

Роботу виконує не тіло, а сила! Під дією цієї сили тіло здійснює переміщення.

Зверніть увагу, що у роботи і енергії однакові одиниці вимірювання. Це означає, що робота може переходити в енергію. Наприклад, для того, щоб тіло підняти на певну висоту, тоді воно буде мати потенціальну енергію, необхідна сила, яка зробить цю роботу. Робота сили по підняттю перейде в потенціальну енергію.

Правило визначення роботи за графіком залежності F(r): робота чисельно дорівнює площі фігури під графіком залежності сили від переміщення.


Кут між вектором сили і переміщенням

1) Вірно визначаємо напрям сили, яка виконує роботу;
2) Зображуємо вектор переміщення;
3) Переносимо вектора в одну точку, отримуємо шуканий кут.

На малюнку на тіло діють сила тяжіння (mg), реакція опори (N), сила тертя (Fтер) і сила натягу мотузки F, під дією якої тіло здійснює переміщення r.

Робота сили тяжіння

Робота реакції опори

Робота сили тертя

Робота сили натягу мотузки


Робота рівнодійної сили

Роботу рівнодійної сили можна знайти двома способами: 1 спосіб – як суму робіт (з урахуванням знаків “+” або “-“) всіх діючих на тіло сил, у нашому прикладі

2 спосіб – в першу чергу знайти рівнодіючу силу, потім безпосередньо її роботу, див. малюнок

Робота сили пружності

Для знаходження роботи, яку проробила силою пружності, необхідно врахувати, що ця сила змінюється, так як залежить від видовження пружини. Із закону Гука випливає, що при збільшенні абсолютного подовження, сила збільшується.

Для обчислення роботи сили пружності при переході пружини (тіла) з недеформованого стану в деформований використовують формулу



Потужність

Скалярна величина, яка характеризує швидкість виконання роботи (можна провести аналогію з прискоренням, яке характеризує швидкість зміни швидкості). Визначається за формулою



Коефіцієнт корисної дії

ККД – це відношення корисної роботи, виконаної машиною, до всієї затраченої роботи (підведеної енергії) за той же час


Коефіцієнт корисної дії виражається у відсотках. Чим ближче це число до 100%, тим вище продуктивність машини. Не може бути ККД більше 100, так як неможливо виконати більше роботи, витративши менше енергії.

ККД похилої площини – це відношення роботи сили тяжіння, до витраченої роботи по переміщенню вздовж похилої площини.

Головне запам’ятати
1) Формули та одиниці виміру;
2) Роботу виконує сила;
3) Вміти визначати кут між векторами сили і переміщення