--> Ìåõàíè÷åñêàÿ ðàáîòà è ìîùíîñòü ñèëû (îêîí÷àíèå). Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

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.

Îáñóäèòå ñ îäíîêëàññíèêîì ñëó÷àè äâèæåíèÿ òåë, ïðè êîòîðûõ ðàáîòà äåéñòâóþùèõ íà òåëà ñèë ðàâíà íóëþ. Êàêàÿ ñèëà ñîâåðøàåò ðàáîòó ïðè îñòàíîâêå ïîåçäà, à êàêàÿ íå ñîâåðøàåò?

Ïóñòü òåëî äâèæåòñÿ âäîëü îñè ÎÕ (ðèñ. 5.2), òîãäà

Fcosα = Fx, |Δ| = Δõ.

Äëÿ ðàáîòû ñèëû ïîëó÷àåì

À = F|Δ|cosα = FxΔx.

Åäèíèöà ðàáîòû

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 — ïîñòîÿííîé. Òîãäà, âû÷èñëÿÿ ðàáîòó íà êàæäîì ïåðåìåùåíèè Δ à çàòåì ñóììèðóÿ ýòè ðàáîòû, ìû îïðåäåëÿåì ðàáîòó ñèëû íà êîíå÷íîì ïåðåìåùåíèè (ðèñ. 5.3, á).

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.

Çàïîìíè
Äæîóëü — ýòî ðàáîòà, ñîâåðøàåìàÿ ñèëîé 1 Í íà ïåðåìåùåíèè 1 åñëè íàïðàâëåíèÿ ñèëû è ïåðåìåùåíèÿ ñîâïàäàþò.

Óäàðüòå ðåçêî ïî áðóñêó, ëåæàùåìó íà ñòîëå, è çàñòàâüòå åãî äâèãàòüñÿ. Êàêàÿ ñèëà ñîâåðøàåò ðàáîòó ïðè åãî äâèæåíèè?

×àñòî èñïîëüçóþò êðàòíûå åäèíè öû ðàáîòû — êèëîäæîóëü è ìåãà äæîóëü:

1 êÄæ = 1000 Äæ,
1 ÌÄæ = 1000000 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.

Çàïîìíè
Ìîùíîñòü — ýòî îòíîøåíèå ðàáîòû À ê èíòåðâàëó âðåìåíè Δt, çà êîòîðûé ýòà ðàáîòà ñîâåðøåíà, ò. å. ìîùíîñòü — ýòî ñêîðîñòü ñîâåðøåíèÿ ðàáîòû:

Ìîùíîñòü

Ïîäñòàâëÿÿ â ôîðìóëó (5.4) âìåñòî ðàáîòû À å¸ âûðàæåíèå (5.2), ïîëó÷àåì

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

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 âñåãäà ïîäðàçóìåâàåòñÿ ñèëà òÿãè.

 ÑÈ ìîùíîñòü âûðàæàåòñÿ â âàòòàõ (Âò).

Âàæíî
Ìîùíîñòü ðàâíà 1 Âò, åñëè ðàáîòà, ðàâíàÿ 1 Äæ, ñîâåðøàåòñÿ çà 1 ñ.

Íàðÿäó ñ âàòòîì èñïîëüçóþòñÿ áîëåå êðóïíûå (êðàòíûå) åäèíèöû ìîùíîñòè: 1 êÂò (êèëîâàòò) = 1000 Âò, 1 ÌÂò (ìåãàâàòò) = 1 000 000 Âò.

Êëþ÷åâûå ñëîâà äëÿ ïîèñêà èíôîðìàöèè ïî òåìå ïàðàãðàôà.
Ðàáîòà ñèëû. Ìîùíîñòü

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?

Îáðàçöû çàäàíèé ÅÃÝ

À1. Íà ãîðèçîíòàëüíîé ïîâåðõíîñòè íàõîäèòñÿ òåëî, íà êîòîðîå äåéñòâóþò ñ ñèëîé 10 Í, íàïðàâëåííîé ïîä óãëîì 60° ê ãîðèçîíòó (ñì. ðèñ). Ïîä äåéñòâèåì ýòîé ñèëû òåëî ïåðåìåùàåòñÿ ïî ïîâåðõíîñòè íà 5 ì. Ðàáîòà ñèëû ðàâíà

1) 3000 Äæ       2) 50 Äæ       3) 25 Äæ       4) 0

À2. Ìàëü÷èê òÿíåò ñàíêè çà âåð¸âêó ñ ñèëîé 50 Í. Ïðîéäÿ ñ ñàíêàìè 100 ì, îí ñîâåðøèë ðàáîòó 2500 Äæ. ×åìó ðàâåí óãîë ìåæäó âåð¸âêîé è äîðîãîé?

1) 90°       2) 45°       3) 60°       4) 30°

ÀÇ. Ñ ïîìîùüþ äèíàìîìåòðà, ðàñïîëîæåííîãî ïîä óãëîì 30° ê ãîðèçîíòàëüíîé ïîâåðõíîñòè, ðàâíîìåðíî ïåðåìåùàþò áðóñîê ìàññîé 100 ã íà ðàññòîÿíèå, ðàâíîå 20 ñì. Ðàáîòà ðàâíîäåéñòâóþùåé âñåõ ñèë ðàâíà

1) 0       2) 0,01 Äæ       3) 0,02 Äæ       4) 0,03 Äæ

À4. Ïîä äåéñòâèåì ñèëû òÿãè 1000 Í àâòîìîáèëü äâèæåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ 72 êì/÷. Ìîùíîñòü äâèãàòåëÿ ðàâíà

1) 10 êÂò       2) 20 êÂò       3) 40 êÂò       4) 72 êÂò

À5. Êàêóþ ìîùíîñòü ðàçâèâàåò äâèãàòåëü ïîäú¸ìíîãî ìåõàíèçìà êðàíà, åñëè îí ðàâíîìåðíî ïîäíèìàåò ïëèòó ìàññîé 600 êã íà âûñîòó 4 ì çà 3 ñ?

1) 72 000 Âò       2) 8000 Âò       3) 7200 Âò       4) 800 Âò

<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà                Ñëåäóþùàÿ ñòðàíèöà >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->