Работа сил. Механическая работа. Кинетическая работа.

Изменение механического движения тела вызывается силами, действующими на него со стороны других тел. Чтобы количественно характеризовать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работы силы.

Если тело движется прямолинейно и на него действует постоянная сила F, которая составляет некоторый угол, а с направлением перемещения, то работа этой силы равна произведению проекции силы на направление перемещения ( ), умноженной на перемещение точки приложения силы: .

Сила может изменяться как по модулю, так и по направлению, поэтому в общем случае формулой пользоваться нельзя. Если, однако, рассмотреть элементарное перемещение , то силу можно считать постоянной, а движение точки ее приложения — прямолинейным.

Единица работы — джоуль (Дж): 1 Дж — работа, совершаемая силой 1 Н на пути 1 м (1 Дж = 1 Н • м).

Механической работой называют скалярную величину, равную произведению модуля силы , действующей на тело, и модуля перемещения , совершаемого телом в направлении действия этой силы, т. е.:

Кинетическая энергия механической системы — энергия механического движения этой системы:

Поле — одна из форм материи, характеризующая все точки пространства и времени, и поэтому обладающая бесконечным числом степеней свободы.

Потенциал — физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки поля на бесконечность. Эта работа численно равна работе, совершаемой внешними силами (против сил электростатического поля) по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля.

При описании физическое поле в каждой точке пространства характеризуется определённым (постоянным или переменным во времени) значением некоторой физической величины, часто называемой напряжённостью поля. Это значение, как правило, меняется при переходе от одной точки пространства к другой.

Потенциальная энергия – механическая энергия системы тел, определяемая их взаимным расположением и характером сил взаимодействия между ними: .

Потенциальная сила определяется действием на тело консервативных сил и зависит только от положения тела.

Потенциальной энергией может обладать отдельно взятое упруго деформированное тело (сжатая или растянутая пружина). В этом случае П зависит от взаимного расположения отдельных частей тела (от расстояния между соседними витками пружины):

Полная механическая энергия системы – энергия механического движения и взаимодействия: Е=Т+П.

Энергия никогда не исчезает и не появляется вновь, она лишь переходит из одного вида в другой.

Закон сохранения механической энергии – в системе тел, между которыми действуют только консервативные силы, полная механическая энергия сохраняется, т.е. не изменяется со временем.