1.Работа силы тяжести:

1)Тело движется по горизонтальной поверхности

А=Fтяж*s*cos90®=0

Т.к угол между векторами силы тяжести и перемещения равен 90®, а cos90®=0

2)В начальный момент времени тело находилось на высотеh₁ над поверхностью Земли, а в конечный момент времени - на высотеh₂ (рис.6.5). Модуль перемещения тела .

   Направления векторов силы тяжести и перемещения  совпадают. Согласно определению работы имеем

3)тело бросили вертикально вверх из точки, расположенной на высоте h₁, над поверхностью Земли, и оно достигло высоты h₂ (рис.6.6).

Векторы и направлены в противоположные стороны, а модуль перемещения . Работу силы тяжести запишем так:

4)Если тело перемещается по прямой так, что направление перемещения составляет угол  с направлением силы тяжести (рис.6.7), то работа силы тяжести равна:

Из прямоугольного треугольника BCD видно, что . Следовательно,

2.Потенциальная энергия в поле тяжести:

Энергия W. тело массой т в поле силы тяжести обладает потенциальной энергией, пропорциональной массе тела. Работа сил электростатического поля А равна изменению потенциальной энергии заряда в электрическом поле, взятому с противоположным знаком:

3.Работа силы упругости:

1)Если пружина растянута, то она действует на шар с силой  (рис.6.10,б), направленной к положению равновесия шара, в котором пружина не деформирована. Начальное удлинение пружины равно  . Модуль перемещения равен:

где   - конечное удлинение пружины.

  2) Вычислить работу силы упругости по формуле (6.2) нельзя, так как эта формула справедлива лишь для постоянной силы, а сила упругости при изменении деформации пружины не остается постоянной.

при постоянном значении проекции силы на перемещение точки приложения силы ее работа может быть определена по графику зависимости F_x от x и что эта работа численно равна площади прямоугольника.    В нашем примере работа силы упругости на перемещении точки ее приложения   численно равна площади трапеции ВCDM. Следовательно,

   Согласно закону Гука   и  . Подставляя эти выражения для сил в уравнение (6.17) и учитывая, что  , получим

Или окончательно

4.Потенциальная энергия упруго деформированного тела:

Потенциальная энергия упруго деформированного тела. Физическая величина, равная половине произведения жесткости тела на квадрат его деформации, называется потенциальной энергией упруго деформированного тела:

. (20.11)

Из формул (20.10) и (20.11) следует, что работа силы упругости равна изменению потенциальной энергии упруго деформированного тела, взятому с противоположным знаком:

. (20.12)

Если   и  , то, как видно из формул (20.10) и (20.11),

.

потенциальная энергия упруго деформированного тела равна работе, которую совершает сила упругости при переходе тела в состояние, в котором деформация равна нулю.

Билет 15

Работа трения покоя. При отсутствии перемещения работа равна нулю, поэтому трение покоя работы не совершает.

Работа трения скольжения. Величина силы трения постоянна и направлена в сторону, противоположную скорости движения. Следовательно, в любой момент времени, в любой точке траектории векторы скорости и силы трения направлены в противоположные стороны, угол между ними равен 180° (cos180° = −1). Таким образом, работа силы трения равна произведению силы трения на длину траектории S:

A_mp = −F_mpS

А_mp = −μmgS

S = v_o²/(2μg)

Кинетическая энергия системы убывает (переходит в тепло)

Закон сохранения механической энергии.

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему, взаимодействуют между собой только посредством сил тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменению потенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

A = –(Eр2 – Eр1)

По теореме о кинетической энергии эта работа равна изменению кинетической энергии тел

A = E _K2 – E _K1

Следовательно

или

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

Мощность

Быстроту выполнения работы в технике характеризуют особой величиной, называемой мощностью.

       Мощность равна отношению работы ко времени, за которое она была совершена.

 

где  N– мощность,  А – работа, t – время выполнения работы.

 

За единицу мощности принимают такую мощность, при которой в 1с  совершается работа в 1 Дж.  Эту единицу называют ваттом  (обозначается Вт)

КПД

  Отношение полезной работы к полной работе называют коэффициентом полезного действия. 

 

где  А_п – полезная работа,   А – полная работа.  КПД обычно выражают в процентах.

 КПД любого механизма всегда меньше единицы, так как  А_п  (полезная работа)  всегда меньше  чем  А  (полная работа).

Билет 16

Ламинарное течение- течение жидкости при небольших скоростях, когда слои жидкости скользят друг относительно друга, не перемешиваясь.

Турбулентное течение – беспорядочное течение жидкости, при котором происходит перемешивание слоев жидкости или газа.

Вязкость – свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

[П] Пуас

Градиент скорости

Число Рейнольдса