Робота постійної сили при прямолінійному русі вимірювання.
Для характеристики дії сили на деякому переміщенні точки її прикладання вводиться поняття виміру цієї дії - робота сили.
Найпростіше фізичне поняття про роботу можна одержати на прикладі піднімання вантажа або його переміщення по шорсткій площині. Очевидно, що чим більша сила ваги вантажа, і чим вище його піднято, тим більша міра механічної дії сили, тобто тим більшою є виконана робота. Коли вантаж переміщується по горизонтальній площині, то із збільшенням сили ваги зростає сила тертя, а тому збільшується і робота. Величина роботи залежить як від величини сили, що прикладена для переміщення тіла /чи матеріальної точки/, так і від величини самого переміщення /пройденого шляху/.
У найпростішому випадку, коли до матеріальної точки прикладена постійна сила F і точка переміщується в напрямі дії сили, робота А дорівнює добутку модуля сили F на шлях S, який пройшла точка прикладання сили, тобто:
А = F·S . (30.1)
Звідси випливає, що одиниця роботи дорівнює добутку одиниці сили на одиницю довжини.
У системі вимірювань СІ одиницею роботи є джоуль – робота сили в один ньютон на шляху переміщення в один метр:
1Дж=1Н·м.
Розглянемо більш загальний випадок визначення роботи постійної сили.
Нехай точка М, на яку діє постійна сила F /рис. 30.1/, перемістилася по прямолінійній траєкторії із положення M1 в положення M2
Коли силу F розкласти на дві складові Ft , що діє вздовж траєкторії точки; а Fn ,перпендикулярну до траєкторії/, то в напрямі дії сили Fn переміщення не буде, а тому сила Fn роботи не виконує. Роботу виконує складова Ft, що чисельно дорівнює:
Ft=F·cosα .
Таким чином, робота сили F на відрізку M1,M2=S
А=Ft ·S=F·S·cosα; (30.2)
Рис. 30.1 |
Робота постійної сили дорівнює добутку модуля сили на шлях, що пройшла точка її прикладання, і на косинус кута між напрямами сили й переміщення.
Залежно від величини кута α робота сили F може приймати як додатні, так і від"ємні значення.
Коли 0<α <90° /кут a гострий/, cosα >0 і робота додатна. В окремому випадку при α =0 cos0° =1 і робота W=F·S .Сила,що виконує додатну роботу, називається рушійною.
Коли α =90°, cos 90°=0, і робота сили, перпендикулярної до напряму переміщення, дорівнює нулю.
Коли 90°<α <180° /кут α тупий/, cos α <0, і робота від"ємна. В окремому випадку при α =180°, cos180°= -І і робота W= -F·S .Сили, що виконують від"ємну роботу, називаються силами опору.
Прикладами сил опору можна назвати силу тертя, силу опору води при русі корабля, сили зчеплення між молекулами тіла, які дають, опір при обробці металів різанням, і т.ін.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 6165;