>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное особие по физике

Механическая работа

Действие силы, связанное с перемещением тела, характеризуется механической работой.

Механическая работа — это скалярная физическая величина, которая характеризует процесс перемещения тела под действием силы и равна произведению модуля силы F на модуль перемещения и на косинус угла между ними

В СИ единицей работы является джоуль (Дж).

Здесь на всем перемещении (рис. 1).

Рис. 1

Работа — величина скалярная и может быть как положительной, так и отрицательной.

При движении тела работа силы равна нулю, если

В общем случае сила переменна, путь криволинеен, угол изменяется произвольно. Тогда для определения работы нужно мысленно разбить все перемещение на такие малые перемещения , на которых можно считать силу и угол неизменными, и найти элементарные работы по формуле

Работа на всем перемещении будет равна алгебраической сумме элементарных работ и тем точнее, чем меньше каждое перемещение и чем больше их число

и в пределе при — работа силы F на всей траектории выражается интегралом, вычисляемым вдоль траектории, где 1 и 2 — радиусы-векторы начальной и конечной точек траектории.

Для вычисления этого интеграла надо знать зависимость вдоль траектории. Для определения работы можно воспользоваться графическим методом (рис. 2, а, б, в). На графике работа на перемещении численно равна площади заштрихованной фигуры. Работу можно представить как произведение средней силы на перемещение

В частности, если сила изменяется линейно от на данном перемещении , то ее среднее значение и тогда работу можно рассчитать по формуле

Рис. 2

Если к движущемуся телу приложено несколько сил, то каждая из них совершает работу, а общая работа равна алгебраической сумме работ, совершаемых отдельными силами.