Механическая работа. Мощность. Коэффициент полезного действия. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах.

Работа есть мера изменения и превращения энергии.

Механической работой называют скалярную физическую величину, численно равную произведению модулей силы и перемещения на косинус угла а между векторами и :

1. Если вектор силы перпендикулярен вектору перемещения, то и работа силы также равняется нулю.

2. При упругой деформации пружины работа выполняется под действием сменной силы. Изменяется эта сила от 0 до F, поэтому среднее значение силы , работа имеет вид: .

3. Во время равномерного поднятия тела массой т на высоту h будет выполняться работа против силы тяготения:

4. Сила трения будет препятствовать выполнению работы, т.е. ее вектор направлен противоположно перемещению:

Работа сил тяготения и упругости:

• не зависит от формы траектории, а зависит от начального и конечного положения тел;

• работа по замкнутой траектории равна нулю.

Работа же силы трения зависит от формы траектории и по замкнутой траектории не равна нулю.

Мощность – скалярная физическая величина, характеризующая работу в единицу времени.

Мощность измеряют отношением работы к промежутку времени, на протяжении которого эта работа выполнялась: .

Единица мощности — ватт (Вт):

Ватт — мощность, при которой за 1 с соверша­ется работа в 1 Дж.

Мощность при постоянной силе равна:

N = Fv.

Иногда еще используется единица мощности 1 л. с. (лошадиная сила):

1л. с. = 736 Вт.

A = Nt,

откуда единица работы в технике — 1 кВт ^. ч.

1кВт ^. ч = 3,6 ^.10⁶ Дж.

Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия (КПД) простого механизма (η).

Коэффициент полезного действия (η) опреде­ляется по формулам:

или , где η < 1 (η < 100%).