Ответ №13

Если тело находится под действием переменной силы и за время t перемещается на r, то работа силы равна скалярному произведению вектора силы на перемещение:

Если тело движется под действием постоянной силы прямолинейно и проходит то работа силы равна скалярному произведению силы на расстояние:

1. =0; ; Если направление силы и перемещения совпадает то совершается максимальная работа;

2. ; ; Если направление силы и перемещения составляют угол , то такая сила работы не совершает;

3. , то – это работа силы трения.

I случай: Если тело движется по замкнутой траектории, т.е. когда начальная точка совпадает с конечной, работа силы может равна 0. В этом случае говорят, что тело под действием консервативной (потенциальной) силы. Силы, работы которых по замкнутой траектории равна нулю, называется потенциальными (консервативными) силами (сила тяжести, сила упругости, сила электростатического взаимодействия зарядов).

II случай: Если силы не удовлетворяют условию , то это называется не потенциальными (неконсервативными) силами. Примером неконсервативных сил является сила трения.

Для характеристики скорости совершаемой работы вводится понятие мощности. Мощность - скалярная величина, равная отношению совершенной работы, к промежутку времени:

Мощность численно равна работе, совершенной механизмом в единицу времени.

При равномерном прямолинейном движении мощность тела равна произведению силы на скорость:

Ответ №14

При любом движении, если только оно происходит не в полном вакууме, возникают силы трения. Сила трения появляется при соприкосновении тел или частей тела. Сила трения, появляющаяся при соприкосновении тел, называется внешним трением – например, сила трения между санками и снегом. Сила трения, возникающая при соприкосновении частей тела, называется внутренним трением – например, трение между слоями жидкости или газа. Сила трения всегда направлена по касательной точки соприкосновения тел так, что она противодействует относительному перемещению тел.

Опытным путем выяснено, что силы трения скольжения и качения, а также максимальное значение силы трения покоя пропорциональны модулю силы реакции опоры:

Безразмерный коэффициент μ, входящий в это выражение, называется коэффициентом трения. При этом коэффициент трения качения намного меньше коэффициента трения скольжения.

Ответ №15

Энергию, зависящую от взаимного расположения 2-х тел в пространстве или от расположения частей одного и того же тела, называют потенциальной энергией. Потенциальная энергия – это энергия взаимодействия:

Работа с силой тяготения, при перемещении тела из положения 1 в положение 2, будет отрицательна. Поэтому работа этой силы будет отрицательной.

1. Пусть , то ; ; Если над телом совершается положительная работа, то потенциальная энергия уменьшается;

2. Пусть , то ; ; Если над телом совершается отрицательная работа, то потенциальная энергия увеличивается.

Изменение потенциальной энергии.

Проекция силы на некоторое направление s, равна, взятой с обратным знаком производной потенциальной энергии по данному направлению:

Сила равна, взятой с обратным знаком, градиенту потенциальной энергии:

Потенциальная энергия – величина, равная половине произведения жёсткости на квадрат изменения деформации:

Разные тела в состоянии совершить различную работу. Физическая величина, характеризующая способность тела совершать работу называется энергией. Один из видов энергии, обусловленный движением тела с некоторой скоростью – кинетическая энергия тела – это физическая величина, равная половине произведения массы тела на квадрат скорости:

Изменение кинетической энергии тела равняется работе равнодействующей всех сил, действующих на тело:

Это утверждение иногда называют теоремой о кинетической энергии:

Работу, которую совершает сила, над телом приводит к изменению энергий тела.

1. Если работа силы положительна , то ; ; ; ; Кинетическая энергия тела возрастает;

2. Если работа силы отрицательна , то ; ; ; ; Кинетическая энергия тела уменьшается.

Закон сохранения механической энергии гласит: если в замкнутой системе тел отсутствуют непотенциальные силы, например, сила трения, то полная механическая энергия системы сохраняется:

В случае движения тела в поле тяжести закон сохранения энергии можно сформулировать в следующем виде: полная механическая энергия тела, движущегося в поле тяжести, сохраняется, если на тело не действуют непотенциальные силы, например, сила сопротивления воздуха. Выражение закона сохранения энергии в этом случае:

Если система изолирована, то изменение полной механической энергии будет равняться работе внутренних не потенциальных сил: