Курс физики . Страница 19 (Добавлена 2012-05-26 21:10)
рис. 13). Если ? > ?/2, то работа силы отрицательна. При ? = ?/2 (сила направлена перпендикулярно перемещению) работа силы равна нулю.
Единица работы ? джоуль (Дж): 1 Дж ? работа, совершаемая силой 1 Н на пути 1 м (1 Дж=1 Н ? м).
Чтобы охарактеризовать скорость совершения работы, вводят понятие мощности:
(11.3)
За время dt сила F совершает работу Fdr, и мощность, развиваемая этой силой, в данный момент времени
т. е. равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется точка приложения этой силы; N ? величина скалярная.
Единица мощности ? ватт (Вт): 1 Вт ? мощность, при которой за время 1 с совершается работа 1 Дж (1 Вт = 1 Дж/с).
§ 12. Кинетическая и потенциальная энергии
Кинетическая энергия механической системы ? это энергия механического движения этой системы.
Сила F, действуя на покоящееся тело и вызывая его движение, совершает работу, а энергия движущегося тела возрастает на величину затраченной работы. Таким образом, работа dA силы F на пути, который тело прошло за время возрастания скорости от 0 до v, идет на увеличение кинетической энергии dT тела, т. е.
Используя второй закон Ньютона и умножая на перемещение dr получаем
Так как то dA = mv dv=mvdv=dT, откуда
Таким образом, тело массой т, движущееся со скоростью v, обладает кинетической энергией
(12.1)
Из формулы (12.1) видно, что кинетическая энергия зависит только от массы и скорости тела, т. е. кинетическая энергия системы есть функция состояния ее движения.
При выводе формулы (12.1) предполагалось, что движение рассматривается в инерциальной системе отсчета, так как иначе нельзя было бы использовать законы Ньютона. В разных инерциальных системах отсчета, движущихся друг относительно друга, скорость тела, а следовательно, и его кинетическая энергия будут неодинаковы. Таким образом, кинетическая энергия зависит от выбора системы отсчета.
Потенциальная энергия ? механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними.
Пусть взаимодействие тел осуществляется посредством силовых полей (например, поля упругих сил, поля гравитационных сил), характеризующихся тем, что работа, совершаемая действующими силами при перемещении тела из одного положения в другое, не зависит от того, по какой траектории это перемещение произошло, а зависит только от начального и конечного положений. Такие поля называются потенциальными, а силы, действующие в них, ? консервативными. Если же работа, совершаемая силой, зависит от траектории перемещения тела из одной точки в другую, то такая сила называется диссипатнвной; ее примером является сила трения.
Предыдущая страница |
Следующая страница
|