-->
|
|
|
Ãëàâà 5. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè § 40. Ìåõàíè÷åñêàÿ ðàáîòà è ìîùíîñòü ñèëû (îêîí÷àíèå)Ñîâåðø¸ííóþ ñèëîé ðàáîòó ìîæíî ïðåäñòàâèòü ãðàôè÷åñêè. Ïîÿñíèì ýòî, èçîáðàçèâ íà ðèñóíêå çàâèñèìîñòü ïðîåêöèè ñèëû îò êîîðäèíàòû òåëà ïðè åãî äâèæåíèè ïî ïðÿìîé.
Ïóñòü òåëî äâèæåòñÿ âäîëü îñè ÎÕ (ðèñ. 5.2), òîãäà Fcosα = Fx, |Δ Äëÿ ðàáîòû ñèëû ïîëó÷àåì À = F|Δ
Î÷åâèäíî, ÷òî ïëîùàäü ïðÿìîóãîëüíèêà, çàøòðèõîâàííîãî íà ðèñóíêå (5.3, à), ÷èñëåííî ðàâíà ðàáîòå ïðè ïåðåìåùåíèè òåëà èç òî÷êè ñ êîîðäèíàòîé õ1 â òî÷êó ñ êîîðäèíàòîé õ2. Ôîðìóëà (5.1) ñïðàâåäëèâà â òîì ñëó÷àå, êîãäà ïðîåêöèÿ ñèëû íà ïåðåìåùåíèå ïîñòîÿííà.  ñëó÷àå êðèâîëèíåéíîé òðàåêòîðèè, ïîñòîÿííîé èëè ïåðåìåííîé ñèëû ìû ðàçäåëÿåì òðàåêòîðèþ íà ìàëûå îòðåçêè, êîòîðûå ìîæíî ñ÷èòàòü ïðÿìîëèíåéíûìè, à ïðîåêöèþ ñèëû íà ìàëîì ïåðåìåùåíèè Δ Åäèíèöà ðàáîòû. Åäèíèöó ðàáîòû ìîæíî óñòàíîâèòü ñ ïîìîùüþ îñíîâíîé ôîðìóëû (5.2). Åñëè ïðè ïåðåìåùåíèè òåëà íà åäèíèöó äëèíû íà íåãî äåéñòâóåò ñèëà, ìîäóëü êîòîðîé ðàâåí åäèíèöå, è íàïðàâëåíèå ñèëû ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ïåðåìåùåíèÿ å¸ òî÷êè ïðèëîæåíèÿ (α = 0), òî è ðàáîòà áóäåò ðàâíà åäèíèöå.  Ìåæäóíàðîäíîé ñèñòåìå (ÑÈ) åäèíèöåé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ äæîóëü (îáîçíà÷àåòñÿ Äæ): 1 Äæ = 1 Í • 1 ì = 1 Í • ì.
×àñòî èñïîëüçóþò êðàòíûå åäèíè öû ðàáîòû — êèëîäæîóëü è ìåãà äæîóëü: 1 êÄæ = 1000 Äæ,
Ìîùíîñòü. Ðàáîòà ìîæåò áûòü ñîâåðøåíà êàê çà áîëüøîé ïðîìåæóòîê âðåìåíè, òàê è çà î÷åíü ìàëûé. Íà ïðàêòèêå, îäíàêî, äàëåêî íå áåçðàçëè÷íî, áûñòðî èëè ìåäëåííî ìîæåò áûòü ñîâåðøåíà ðàáîòà. Âðåìåíåì, â òå÷åíèå êîòîðîãî ñîâåðøàåòñÿ ðàáîòà, îïðåäåëÿþò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ëþáîãî äâèãàòåëÿ. Î÷åíü áîëüøóþ ðàáîòó ìîæåò ñîâåðøèòü è êðîøå÷íûé ýëåêòðîìîòîð÷èê, íî äëÿ ýòîãî ïîíàäîáèòñÿ ìíîãî âðåìåíè. Ïîòîìó íàðÿäó ñ ðàáîòîé ââîäÿò âåëè÷èíó, õàðàêòåðèçóþùóþ áûñòðîòó, ñ êîòîðîé îíà ïðîèçâîäèòñÿ, — ìîùíîñòü.
Ïîäñòàâëÿÿ â ôîðìóëó (5.4) âìåñòî ðàáîòû À å¸ âûðàæåíèå (5.2), ïîëó÷àåì
Òàêèì îáðàçîì, åñëè ñèëà è ñêîðîñòü òåëà ïîñòîÿííû, òî ìîùíîñòü ðàâíà ïðîèçâåäåíèþ ìîäóëÿ âåêòîðà ñèëû íà ìîäóëü âåêòîðà ñêîðîñòè è íà êîñèíóñ óãëà ìåæäó íàïðàâëåíèÿìè ýòèõ âåêòîðîâ. Åñëè æå ýòè âåëè÷èíû ïåðåìåííûå, òî ïî ôîðìóëå (5.4) ìîæíî îïðåäåëèòü ñðåäíþþ ìîùíîñòü ïîäîáíî îïðåäåëåíèþ ñðåäíåé ñêîðîñòè äâèæåíèÿ òåëà. Ïîíÿòèå ìîùíîñòè ââîäèòñÿ äëÿ îöåíêè ðàáîòû çà åäèíèöó âðåìåíè, ñîâåðøàåìîé êàêèì-ëèáî ìåõàíèçìîì (íàñîñîì, ïîäú¸ìíûì êðàíîì, ìîòîðîì ìàøèíû è ò. ä.). Ïîýòîìó â ôîðìóëàõ (5.4) è (5.5) ïîä  ÑÈ ìîùíîñòü âûðàæàåòñÿ â âàòòàõ (Âò).
Íàðÿäó ñ âàòòîì èñïîëüçóþòñÿ áîëåå êðóïíûå (êðàòíûå) åäèíèöû ìîùíîñòè: 1 êÂò (êèëîâàòò) = 1000 Âò, 1 ÌÂò (ìåãàâàòò) = 1 000 000 Âò.
Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó 1. Äàéòå îïðåäåëåíèå ðàáîòû â ìåõàíèêå. 2. Ìîæåò ëè ñîâåðøàòü ðàáîòó ñèëà òðåíèÿ ïîêîÿ? 3. Âñåãäà ëè ñèëà òðåíèÿ ñêîëüæåíèÿ ñîâåðøàåò îòðèöàòåëüíóþ ðàáîòó? 4. Â êàêèõ åäèíèöàõ âûðàæàåòñÿ ðàáîòà?
<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà Ñëåäóþùàÿ ñòðàíèöà >>>
|
|
|