Механическая работа. Энергия

РЕМОНТ
Механическая работа
Механическая работа Энергия

РЕМОНТ
«Механической работой» в физике называют работу какой-нибудь силы (силы тяжести, упругости, трения и т.д.) над телом, в результате действия которой тело перемещается.
Выражение «тело совершило работу» означает - сила, действующая на тело, совершила работу.

РЕМОНТ
Механическая работа ​A​ — физическая величина, равная произведению модулей вектора силы, действующей на тело, и вектора его перемещения:
​A=F S ​
Единица работы - джоуль (Дж).
1 Дж - это такая работа, которую совершает сила 1 Н на пути 1 м.

РЕМОНТ
Какую работу совершает сила тяжести при падении тела массой 2 кг с высоты 30 м?
Дано:
m = 2 кг
h= 30 м
А Fтяж. -?

РЕМОНТ
Решение:
А = F s
F тяж. = mg
А = mgh
А = 2∙10 ∙30
A = 600 Дж = 0,6КДж

РЕМОНТ
Если сила, действующая на тело, составляет некоторый угол ​α​ с перемещением, то проекция силы ​F​ на ось X равна ​Fx​.
Поскольку ​Fx=F⋅cosα​, то
А = F s cosά

РЕМОНТ
Механическая работа - это
произведение модулей векторов силы и перемещения на косинус угла между ними

РЕМОНТ
Какую работу совершает сила тяжести при движении шарика массой 100 г по наклонной поверхности длиной 40 см с углом наклона 300?
Дано:
m = 100 г =0,1 кг
S = 40 cм = 0, 4 м
α = 300
А F тяж. -?

РЕМОНТ
Решение:
А = F s cosά
F тяж. = mg
А = mg s cosά
А = 0,1∙10 ∙0,4 ∙ cos 300
A = 0, 4 ∙ 0, 87 = 0,348 Дж

РЕМОНТ
Какую работу совершает сила тяжести при движении шарика по гладкой горизонтальной опоре ?

РЕМОНТ
В космическом пространстве движется комета. Совершается ли в этом случае работа?
На тело не действуют никакие силы,тело движется по инерции, следовательно, работа не совершается.

РЕМОНТ
Какую работу совершает сила тяжести при движении шарика сначала вверх, а потом вниз?
Шарик вернулся в точку начала движения, следовательно, перемещение будет равно 0, и работа также будет равняться 0.

РЕМОНТ
Свойства работы
1.Работа силы может быть как положительной, так и отрицательной^
​A​ > 0, если угол 90° > ​α​ ≥ 0°;
A​ < 0. если угол 180° ​α​ ≥ 90°.
Если угол ​α​ = 0°, то ​cosα​ = 1, ​A=FS​.
Если угол ​α​ = 180°, то ​cosα​ = -1, ​A=−FS​.
2. Если направление действия силы и направление движения тела взаимно перпендикулярны, А = 0.
3. Если тело движется по инерции, F = 0, А = 0.
4. На замкнутой траектории (S=0) А=0.

РЕМОНТ
Совершается ли механическая работа?
Гиря неподвижно висит на проволоке.
Лошадь везет телегу.
Мяч брошен вертикально вверх.
Человек держит какой-то груз на весу , он устал.
Человек запоминает информацию.
Тело движется по инерции.
Гиря давит на стол.
Подъемный кран поднимает плиту
Сила тяжести действует на движущийся по орбите спутник

РЕМОНТ
Одна и та же работа может быть совершена за разное время

РЕМОНТ
t
Физический смысл: мощность показывает какая работа выполняется в единицу времени.
Мощность - скалярная величина.
Единица измерения Вт – ватт​

РЕМОНТ
Джеймс Уатт – английский изобретатель, первым построившим паровую машину, в качестве единицы мощности использовал лошадиную силу.
С ее помощью он сравнивал работоспособность лошади и своей паровой машины

РЕМОНТ

РЕМОНТ
При совершении работы затрачивается энергия.
Механическая энергия – физическая величина, характеризующая способность тел совершать работу.
[Е] = 1 Дж (джоуль)

РЕМОНТ
Виды механической энергии
потенциальная
кинетическая

РЕМОНТ

РЕМОНТ
Потенциальная энергия – энергия взаимодействия тел.
- определяется взаимным положением тел (например, положением тела относительно поверхности Земли).
- вводится только для консервативных сил (сила тяжести и сила упругости), работа которых не зависит от траектории движения и определяется только начальным и конечным положениями тела

РЕМОНТ

РЕМОНТ
Теорема о потенциальной энергии
Любая физическая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией.
Работа консервативных сил, действующих на тело, равна изменению его потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком.

РЕМОНТ
Примеры использования потенциальной и кинетической энергии
Огромной потенциальной энергией обладает вода в реках, удерживаемая плотинами. При падении с плотины вода приобретает большую кинетическую энергию. Она приводит в движение турбину, соединенную с генератором электрического тока. За счет кинетической энергии воды вырабатывается электрическая энергия.
Потенциальную энергию поднятого молота используют в строительстве для совершения работы по забиванию свай.
За счет приобретенной энергии пружина, сокращаясь (или распрямляясь), совершает работу, закрывая дверь. Энергию сжатых и закрученных пружин используют в ручных часах и разнообразных заводных игрушках.
Натянутый лук перед выстрелом обладает потенциальной энергией. Потенциальную энергию сжатого газа используют в работе тепловых двигателей, в отбойных молотках, которые широко применяют в горной промышленности, при строительстве дорог, выемке твердого грунта и т. д.

РЕМОНТ
В замкнутой системе, в которой действуют консервативные силы, полная механическая энергия не изменяется, а лишь переходит из одного вида в другой.
Ek + Ep = const
Закон сохранения энергии.

РЕМОНТ
1. Камень брошен вертикально вверх. На пути 1м его кинетическая энергия уменьшилась на 16 Дж. Какую работу совершила сила тяжести на этом пути?
А. - 16 Дж.
Б.- 4 Дж.
В. 16 Дж.
Г. 4 Дж.
Д. 0 Дж.

РЕМОНТ
2. Камень массой 0,3кг брошен вертикально вверх с некоторой начальной скоростью, достигнув высоты 3м, упал обратно. Работа силы тяжести за все время полета равна …
А. 0 Дж
Б. 9 Дж
В.18 Дж
Г. 90 Дж

РЕМОНТ
3. Для того чтобы дверь сама закрывалась, к ней прикрепляют пружину. За счёт, какой энергии совершается работа при открывании и закрывании такой двери?
4. Резиновый мяч упал на пол и подскочил вверх. Какие превращения энергии произошли при этом?

РЕМОНТ
Пуля массой 10 г, движущаяся со скоростью 700 м/с, пробила доску толщиной 2,5 см и при выходе из доски имела скорость 300 м/с. Определить среднюю силу сопротивления, воздействующую на пулю в доске.
Дано:
m = 10 г =0,001кг
V0 = 700 м/с
V1 = 300 м/с
S = 2,5 см = 0,025 м
F сопр.-?

РЕМОНТ
А = 20000 Дж
F = 2000 : 0,025 = 80000 н = 80 Кн