Физика решение задач Кинематика Динамика Работа, энергия, мощность Силы упругости Молекулярная физика и термодинамика Свойства жидкостей Электричество Постоянный ток Электромагнетизм Электромагнитная индукция Оптика Фотометрия

Работа, энергия, мощность

Основные законы и формулы

1.Работа постоянной силы F

,

где S – модуль перемещения; - угол между векторами силы F и перемещения S.

Если на тело действуют несколько сил, каждая из которых совершает над ним работу, то вся произведенная работа равна алгебраической сумме работ отдельных сил:

.

2.Мощность, развиваемая постоянной силой F, определяется формулой:

или ,

где А – работа, совершенная за время t; – скорость движения.

3.Кинетическая энергия тела массой m, движущегося со скоростью :

Формулы для потенциальной энергии имеют различный вид в зависимости от характера действующих сил.

4.Потенциальная энергия тела массой m, поднятого на высоту h относительно земли,

.

5.Потенциальная энергия упруго деформированного тела

,

где  – коэффициент упругости; х – величина деформации.

6.Полная механическая энергия системы тел равна арифметической сумме кинетических и потенциальных энергий всех тел, входящих в данную систему:

7.Работа постоянного момента силы, действующего на вращающееся тело:

где  – угол поворота тела.

8.Мгновенная мощность, развиваемая при вращении тела,

.

9.Кинетическая энергия вращающегося тела:

.

10.Кинетическая энергия тела, катящегося по плоскости без скольжения:

,

где  – кинетическая энергия поступательного движения тела; – скорость центра инерции тела,   – кинетическая энергия вращательного движения тел вокруг оси, проходящей через центр инерции.

11.Работа, совершаемая при вращении тела, и изменение его кинетической энергии связаны соотношением:

.

Примеры решения задач

Пример 1. Какую работу совершает электровоз за t=10 мин, перемещая по горизонтальному пути состав массой кг с постоянной скоростью если коэффициент трения ?

Решение. В данном случае работа совершается силой тяги F электровоза. Кроме этой силы, на состав действует также сила трения Fтр, направленная противоположно силе тяги. Направление действия силы F и перемещения s совпадают, т.е. , поэтому работа .

Силу F можно определить из второго закона Ньютона:

F+Fтр=ma; F-Fтр=0;

так как и а=0. Тогда F=Fтр=.

Величину перемещения s находим по формуле для определения пути равномерного прямолинейного движения: .

Работа Дж.


Физика атома и атомного ядра