Занятие 24 Работа силы и мощность

Появлению в физике понятия «работа» предшествовал долгий период накопления человеком знаний о природе, о мире, о законах, которым подчиняются все явления во Вселенной. Жизнь и производственная деятельность людей потребовали от ученых в 19 веке ответа на вопросы: Как получать из тепла механическую работу? Как рассчитывать паровые машины, шахтные насосы? Понятие о работе развивалось вначале в рамках технической науки и инженерного дела. В 1774году русский ученый Сергей Котельников в своем курсе механики использует для оценки действия силы произведение силы на расстояние. Он пишет: «Действие силы равно тягости, умноженной на перейденный ею путь. Действие машины состоит в произведенном количестве движения. А оное количество движения равно тягости, помноженной на путь, ею перейденный. Следовательно, и действие силы равно тягости, помноженной на перейденный ею путь». Само слово «работа» было введено в физику через 30 лет, французским механиком Жаном Понселе. Сейчас мы рассматриваем различные виды работ: работа силы тяжести; работа сил всемирного тяготения; работа силы трения.

Решение задач:

1. Ведро с водой массой 10кг поднимают из колодца глубиной 8м равноускоренно за 3,2 с. Определить величину совершенной при этом работы.

Решение:

F

mg

Работа постоянной силы при подъеме А=Fh, величину силы найдем из уравнения движения F-mg=mα. Ускорение α=2h/t². Следовательно,

А=m(g+α)h=m(g+2h/t²)h.

А=910Дж.

2. Чему равна работа по подъему цепи, взятой за один конец и лежащей на плоскости, на высоту, равную ее длине? Длина цепи 2м, масса 5кг.

3. Определить работу, которую нужно произвести для того, чтобы сжать пружину на 10см. если для сжатия ее на 1см необходима сила 100н.

4. Пуля,летящая со скоростью 800м/с, пробивает несколько одинаковых досок, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. В какой по счету доске застрянет пуля, если ее скорость после прохождения первой доски уменьшилась на 17%.

Мотор с полезной мощностью 25кВт, установленный на автомобиле. Может сообщить ему при движении по горизонтальному участку дороги скорость 90км/ч. Тот же мотор, установленный на моторной лодке, обеспечивает ей скорость не выше 15км/ч. Определить силу сопротивления движению автомобиля и моторной лодки при заданных скоростях.