Механическая работа. Мощность.

Работа характеризует процесс превращения энергии из одного вида в другой. Механическая работа показывает, сколько энергии перешло из одного вида в другой или от одного тела к другому.

Механическая работа – скалярная величина, равная произведению модуля силы, действующей на тело, на модуль перемещения и на косинус угла между векторами силы и перемещения (или скорости).

А=Fs cos α [А]=Н·м= Дж 1кВт·ч=3,6·106 Дж Если F=0 или s=0, то А=0

Частные случаи

α=0 cos0=1 A=F·s A>0	α=90º cos90º=0 A=0		α=180º cos180º= -1 A= -F·s A<0
		Работа силы F на пути s численно равна площади заштрихованного прямоугольника.

Мощность – величина, равная отношению работы ко времени, в течение которого она совершается.

N= [N]= = =Вт

А=Fs cos α , N= , так как =v ,

то N=F·v·cosα - мощность при равномерном движении

α =0, N=F·v, F= - F_сопр

При малых скоростях F_сопр = -βv, N=βv²

При больших скоростях F_сопр = -βv² , N=βv³

Чтобы увеличить скорость в 2 раза необходимо увеличить мощность в 8 раз.

F= . При постоянной мощности двигателя с увеличением скорости сила тяги уменьшается.

Деформация. Виды деформации.

Деформация – изменение формы или размера тел.

Д еформация

упругая пластичная

формы и размеры тела незначительная нагрузка

восстанавливаются после вызывает остаточную

снятия нагрузки (резина) деформацию (глина, воск)

Виды деформации

Растяжение тросы, канаты, веревки, сцепления	Сжатие фундамент строения, столбы, опоры мостов, колонны, стены	Сдвиг Асфальт дороги, зубья пилы, заклепки, ножницы, зубила
Изгиб Балки, перекрытия балок, несущие конструкции	Кручение Автомобильный вал, сверла, оси	Виды деформаций, встречаю-щиеся в производстве Штамповка (1), ковка (2), волочение (3), прокат (4) 1 2 3 4

Механическое напряжение – величина, равная отношению модуля F силы упругости к площади поперечного сечения тела. , (Па)

l – конечная длина, l0 – начальная длина, Δl – абсолютное удлинение, ε = - относительное удлинение

Закон Гука (установил опыт-ным путем): при малых де-формациях напряжение прямо пропорционально относитель-ному удлинению.

σ = Е·|ε|

Е – модуль Юнга или модуль упругости – характеризует сопротивляемость материала упругой деформации растяжения или сжатия.

, ε = , имеем = Е , тогда F= ES , где =k – жесткость материала

F=k·|Δl| - закон Гука

Диаграмма растяжения материала

σп – предел пропорциональности - максимальное напряжение, при котором еще выполняется закон Гука (т. А). σуп – предел упругости – максимальное напряжение, при котором деформация остается упругой (т. В). Деформации, при которых выполняется закон Гука, называют упругими. Текучесть – напряжение, при котором удлинение нарастает практически без увеличения нагрузки.

σ_пч – предел прочности – максимальное напряжение, которое выдерживает материал перед его разрушением, остаточная деформация.

n = - запас прочности, где σ_доп – допустимое (рабочее) напряжение

Пластичность – свойство материала при незначительных нагрузках приобретать остаточ-ную деформацию (свинец, воск).

Хрупкость – свойство материала разрушаться при небольших деформациях (стекло, фарфор).