Работа в механике. Мощность. КПД.

Энергию можно изменить (увеличить или уменьшить) путем совершения работы. Работой называют скалярную физическую величину, характеризующую процесс обмена энергией между взаимодействующими телами. Физический смысл имеет лишь работа, совершаемая под действием конкретной силы. Если эта сила постоянна, то работа численно равна скалярному произведению силы на перемещение, совершенное под действием этой силы:
, где α – угол между направлением силы и направлением перемещения. Единица измерения работы Джоуль (Дж).

Сила, работа которой не зависит от формы траектории, а зависит только от начального и конечного положения тела, называется потенциальной (консервативной). Работа такой силы по замкнутому контуру (пути) равна нулю. Сила тяжести и сила упругости являются потенциальными, а сила трения и сила сопротивления таковыми не являются.

Связь работы с изменением энергии выражается двумя соотношениями:

1) Работа консервативной силы равна разности потенциальных энергий тела или изменению потенциальной энергии, взятой со знаком минус.

.

2) Изменение кинетической энергии тела равно алгебраической сумме работ всех сил, действующих на тело (теорема об изменении кинетической энергии)

.

Мощность – это скалярная физическая величина, характеризующая быстроту выполнения работы и численно равная отношению работы к промежутку времени, за который она была совершена:

.

Единица измерения в Си Ватт (Вт). Если на тело действует постоянная сила в направлении перемещения, то мощность можно рассчитать по формуле:

,

где v - скорость установившегося движения.

Коэффициент полезного действия – скалярная физическая величина, характеризующая процесс преобразования энергии, который неизменно сопровождается потерями части энергии на преодоление сил трения, рассеяния тепла и т. п. Коэффициент полезного действия (КПД) численно равен отношению полезной работы (энергии, мощности) ко всей затраченной работе (энергии, мощности), выраженному в процентах или долях единицы

.

Дата добавления: 2015-07-07