Физика механика лекции и вопросы / OF1_8_Rabota_Moschnost_Energia_Zakony_sokhranen

Единицы работы

Всистеме СИ единица работы – джоуль (Дж, J): 1 Дж = 1 Н·м.

Всистеме СГС – эрг (erg) (1 эрг равен работе, совершаемой силой в 1 дин на пути в 1 см). 1 Дж = 105 дин·102 см = 107 эрг.

Всистеме МКГСС – килограмм-сила на метр (1 кгс·м или 1 кгм равен работе, совершаемой силой в 1 кгс на пути в 1 м). 1 кгс·м = 9,80655 Н·м = 9,80655 Дж. Единицу кгс·м иногда неправильно называют килограммометром.

Английский физик

Джеймс Прескотт Джоуль (Joule, James Prescott)

(24.12.1818–11.10.1889)

Графическое определение работы. ∆Ai =

FSi∆Si

Работа переменной силы при движении по прямой

Работа равнодействующей силы Fp = F1 + F2: A =

F1cosα1S + F2cosα2S = F1SS + F2SS = FрSS = FрScosα

Работа силы трения и её знак

1.8.2. Мощность

Мощность – физическая величина, измеряемая отношением работы к промежутку времени, в течение которого она произведена (работа, совершаемая в единицу времени).

Если работа производится равномерно, то

мощность N:

N = A t

где A – работа, совершённая за время t.

Средняя мощность

В учебнике – опечатка!

Если мощность переменна, то вводятся понятия средней и мгновенной мощности.

Средней мощностью Nср за время ∆t

называется отношение:

где ∆A – работа, совершённая за время ∆t.

Мгновенная мощность

В пределе при ∆t, стремящемся к нулю, средняя мощность переходит в мгновенную:

где dA – элементарная работа, производимая за элементарный промежуток времени dt.

Мгновенная мощность равняется скалярному произведению мгновенной скорости на проекцию силы в направлении перемещения:

N = dA = FS dS = FS v = vF cos a = v × F dt dt

Единицы мощности

Единица мощности в системе СИ – ватт (Вт, W): 1 Вт = 1 кг·м2·с–1 .

Лошадиная сила (л.с.) метрическая: 1 л.с. = 735,499 Вт. 1 кВт = 101,97 кгс·м·с–1 = 1,36 л.с. В

США и Великобритании применяют 1 hp = 745,7 Вт.

В качестве единиц работы часто используются единицы, производные от единиц мощности, – киловатт-час (кВт·ч, kWh) и его производные: 1 кВт·ч = 3 600 000 Вт·с = 3,6·106 Дж.