Работа и мощность

Работа постоянной силы при прямолинейном перемещении

Если при действии постоянной силы F на точку М (10.1) ее перемещение M 0 M 1 S, то скалярная мера действия силы называется работой:

W FS cos б, (10.1).

где б — угол между направлением действия силы и направлением перемещения.

В системе СИ работа выражается в джоулях: 1 Дж = 1 H•м, килоджоулях: 1 кДж = 103 Дж, или в мегаджоулях: 1 МДж = 106 Дж. Из формулы (10.1) видно, что работа — величина алгебраическая.

• 1. При изменении угла б в пределах 0 б 90 значение cos б 0. Поэтому если угол б — острый, то работа силы F положительная. В частном случае, когда направление действия силы совпадает с направлением перемещений (б = 0), cos б cos 0 1 и W F S, W 0 .
• 2. При изменении угла б в пределах 90°< б <180° значение

cos б 0. Следовательно, если угол б — тупой, то работа силы F отрицательная. В частном случае при б = 180°.

cos б cos 180 1 и W F S, W 0 .

3. Заметим, что при б = 90° значение cos б cos 90 0 и.

W 0, т. е. работа силы, направленной перпендикулярно перемещению точки, равна нулю.

Рассмотренные выше три частных случая значений работы силы при б = 0°, б = 180°, б = 90° аналогичны значениям работы силы тяжести. Работа силы тяжести не зависит от траектории движения точки и всегда равна произведению силы тяжести на разность высот в исходном и конечном положениях. Если точка М (10.2) перемещается из положения M1 в положение М2, то при любой траектории точки работа силы тяжести: W G h G h1 h2, где h1 — начальная высота точки над заданным уровнем на Земле; h2 — конечная высота над тем же уровнем.

Работа силы тяжести:

а: h1 h2 б: h1 h2 в: h1 h2.

h h1 h2 0 h h1 h2 0 h h h 0.

1 2.

W 0 W 0 W 0.

G движущая сила G сила сопротивления.