Механическая работа. Мощность. Энергия. Закон сохранения и превращения энергии

1.

Механическая работа.
Мощность.
Энергия.
Закон сохранения и
превращения энергии.

2.

• Работа силы, совершаемая при
перемещении тела, называется
механической работой.
• Механическая работа равна
произведению действующей силы на
модуль перемещения и на косинус угла
между ними:
A F S Cos
F
S

3.

• Пусть тело под действием постоянной
силы F переместилось на расстояние S.
Тогда возможны варианты в расчете
механической работы.
1. Если направление движения тела S
совпадает с направлением действия силы
F, то сила совершает положительную
работу: A = F∙S
(Cosα=1, α=0o)
F
S

4.

2. Если направление движения
тела S противоположно
направлению действия силы F,
то сила совершает
отрицательную работу:
A = - F∙S
(Cosα=-1, α=180o)
F
S

5.

3. Если под действием силы тело не
перемещается, т.е. S =0, то работа силы
равна нулю: A = 0
F
S = 0 A =0
4. Если тело движется по инерции, т.е без
действия силы (F=0), то работа силы
равна нулю.
F = 0 A =0
5. Если вектор силы направлен
перпендикулярно вектору перемещения,
то работа равна нулю.
F
S

6.

[A] =[1 Джоуль] = [1 Дж] = [1 Н∙ м]
1 кДж = 1000 Дж
1 МДж = 1000000 Дж
1 мДж = 0,001 Дж

7.

Геометрический смысл
механической работы
Геометрический смысл механической
работы заключается в том, что работа
силы численно равна площади фигуры
под графиком зависимости силы от
перемещения тела.

8. Геометрический смысл механической работы

9. Задача

Используя график зависимости
силы от пройденного пути,
найдите значение механической
работы, совершенной телом при
прохождении расстояния 6 м.
S прям оуг
S трапец
А Sфигуры S трапец S прямоуг
а b
4000 Н 8000 Н
S трапеции
h
2 м 12000 Дж 12кДж
2
2
S прямоуг а b 8000 Дж 4 м 32000 Дж 32кДж
А 12кДж 32кДж 44кДж

10.

Мощность – это величина, характеризующая
быстроту совершения работы.
A F S
N
F
t
t
Дж
N 1Вт 1
с
1л.с. 735,5Вт

11.

Механической энергией E
называется способность тела
совершать механическую
работу.
[E]=[1Дж]

12.

Механическая энергия
Кинетическая энергия
(Ек) – энергия, которой
обладают движущиеся
тела.
m
Ek
,
2
2
Потенциальная энергия (Еп)
- энергия взаимодействия
тел, зависящая от
взаимного расположения
тел или частей тела.
Еп т g h

13.

Потенциальная энергия
деформированного тела равна:
k х
F x
Еп
, где
2
2
k жесткость
2
пружины
х деформация
F сила

14.

Механическая работа – это мера
изменения энергии. Если совершается
работа, то меняется энергия того или иного
вида, т.е.
А Е к , или
А Е п

15.

А Ек
т 2
т
А Ек Ек 2 Ек1
.
2
2
2
2
1
А Еп
А Еп ( Еп 2 Еп1 ) (т g h2 т g h1 ), или
к х22 к х12
А Еп ( Еп 2 Еп1 ) (
).
2
2

16.

Полная механическая энергия замкнутой
системы тел, взаимодействующих силами
тяготения и упругости, остается
неизменной.
Еполн Ек Еп const
Ек1 Еп1 Ек 2 Еп 2
Энергия в природе не исчезает и не
появляется из ничего, а только
превращается из одного вида в другой.