Учебник для 10 класса

ФИЗИКА

§ 6.1. Двигатели

• С точки зрения механики мы с вами и любые двигатели делаем одно и то же.

Наши действия с точки зрения механики

Все наши ежедневные действия сводятся к тому, что мы с помощью мышц либо приводим в движение окружающие тела и поддерживаем это движение, либо же останавливаем движущиеся тела. Этими телами являются орудия труда (молоток, ручка, пила), в играх — мячи, шайбы, шахматные фигуры.

На производстве и в сельском хозяйстве люди также приводят в движение орудия труда. Правда, в настоящее время роль рабочего все больше и больше сводится к управлению механизмами. Но в любой машине можно обнаружить подобие простых орудий ручного труда. В швейной машине имеется игла; резец токарного станка подобен рубанку; ковш экскаватора заменяет лопату.

Двигатели

Применение машин во много раз увеличивает производительность труда благодаря использованию в них двигателей.

Двигатели могут быть совершенно различными. Автомобили и тракторы приводятся в действие двигателями внутреннего сгорания (рис. 6.1, а), суда — паровыми турбинами (рис. 6.1, б), станки и электровозы — электродвигателями (рис. 6.1, в), часы — пружинами или гирями (рис. 6.1, г) и т. д. Мышцы человека или руку робота тоже можно рассматривать как своеобразные двигатели (рис. 6.1, д).

Рис. 6.1

Назначение любого двигателя состоит в том, чтобы приводить тела в движение и поддерживать это движение, несмотря на торможение как обычным трением, так и «рабочим» сопротивлением (резец должен не просто скользить по металлу, а, врезаясь в него, снимать стружку; плуг должен взрыхлять землю и т. д.). При этом на движущееся тело должна действовать со стороны двигателя сила, точка приложения которой перемещается вместе с телом.

Обиходное представление о работе

Когда человек или какой-либо двигатель действуют с определенной силой на движущееся тело, то мы говорим, что они совершают работу. Это обиходное представление о работе легло в основу формирования одного из важнейших понятий механики — понятия работы силы. Работу совершают, конечно, не только человек или созданные им двигатели. Работа совершается в природе всегда, когда на какое-либо движущееся тело действует сила (или несколько сил) со стороны другого тела (или других тел). Так, сила тяготения совершает работу при падении капель дождя или камня с обрыва. Одновременно совершают работу и силы трения, действующие на падающие капли или камень со стороны воздуха. Совершает работу и сила упругости, когда, например, распрямляется согнутое ветром дерево.

Все мы, как и любые двигатели, совершаем работу: приводим в движение тела, поддерживаем это движение или же прекращаем его.