Работа и мощность

Тема урока:

«Механическая работа.

Мощность.»

Из словаря В. Даля: Работа - труд, занятие, дело, упражнение, т.е. всякое полезное действие человека или устройства. Все, что требует усилий, старанья, напряжения телесных или умственных сил.

В обыденной жизни словом « работа» мы называем различные действия человека или устройства.

Термин «механическая работа»

был введен в физику в 1826 г.

французским ученым Ж. Понселе:

« Механическая работа — это

постоянное преодоление

сопротивлений силой,

действующей вдоль пути»

Жан Виктор Понселе 01.07.1788 г. - 22.12.1867г .

х

=

Механическая работа - это физическая величина, прямо пропорциональная приложенной

к телу силе и пройденному пути.

Для определения работы нам необходимо знать не только величину силы и длину пути, но и направление, в котором движется тело.

Например, если мы будем воздействовать на мяч некоторой силой, и мяч под действием этой силы будет двигаться. В этом случае сила совершает положительную работу.

Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то данное тело совершает положительную работу .

A = F s

Например, если мячик движется по инерции вплоть до полной остановки, на него действует сила трения скольжения. В этом случае сила трения совершает отрицательную работу.

Если движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы , например, силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу .

A = - F s

Например, работа, совершаемая силой тяжести при движении мячика по горизонтальной поверхности равна нулю.

Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то сила работы не совершается, работа равна нулю.

А = 0

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н, на пути, равном 1 м.

Единица работы – Джоуль ( Дж ), названная в честь английского ученого Джеймса Джоуля.

• Решите задачу !

Пока Петины друзья занимались общественно полезной работой, Петя, масса которого 35 кг, залез на самую верхушку березы, высота которой 12 м. Какую механическую работу совершил Петя?

• Ответ :

35кг Петиной массы умножим на 9,8Н/кг. У нас получится сила, которую Петя прилагал, чтобы затащить себя на березу. Теперь эту силу умножим на длину березы – 12м. Выходит, что пока Петины друзья зря тратили время на общественно полезную работу, Петя проделал плодотворную механическую работу, равную 4116 Дж .

Вот какой работоспособный мальчик сидит на березе и кричит, чтоб его оттуда сняли.

• Печальный дядя Боря, мечтая создать у себя в комнате уют, два часа толкал свой шкаф с пиджаками и брюками, но так и не смог сдвинуть его с места.
• Какую механическую работу

совершил печальный

дядя Боря?

• Ответ:

Никакой механической работы печальный дядя Боря не совершил, потому что под действием приложенных к шкафу слабеньких дяди Бориных сил шкаф с места не стронулся

• МОЩНОСТЬ - Физическая величина, характеризующая работу, совершаемую в единицу времени.

Мощность

показывает быстроту совершения работы .

Мощность равна отношению работы ко времени, за которое она совершена

работа

Мощность

=

время

A

N

=

N

мощность

t

А

работа

время

t

А

N t

=

Единицы измерения

1 Вт - мощность, при которой

за 1 с совершается работа в 1 Дж.

;

1 джоуль

Дж

1

1 ватт

1Вт

=

=

с

1 секунда

Джеймс Уатт (1736-1819)

• Английский изобретатель, Джеймс Уатт , создатель универсального парового двигателя (первая паровая машина была им построена в 1774г.). Ввел первую единицу мощности – лошадиную силу.

Задача.

• Задача.
• Задача.
• Задача.
• Задача.

Определите мощность штангиста, поднимающего штангу массой 250 кг на высоту 2 м за 4 с.

А = F S

Решение

A

N =

;

t

m= 2 50 кг

S=h = 2 м

t = 4 c

g =10

F = m g F= 2 50 кг 10

Н

=2 500 Н

кг

H

А = 2500 Н · 2 м =5000 Дж

кг

500 0 Дж

=

1250 Вт

N =

N - ?

4 с

шестиклассник Вася, расталкивая в школьном буфете первоклассников, за одну минуту совершает работу, равную 4200Дж. Какова мощность шестиклассника , неудержимо рвущегося к еде?

Ответ:

Вася, который подобно ледоколу, прокладывает себе путь сквозь толщу первоклассников, развивает мощность 70 Вт. Это средняя нормальная мощность голодного шестиклассника.