НАЧАЛА ФИЗИКИ
ГЛАВА 10. РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ. ТЕОРЕМА ОБ ИЗМЕНЕНИИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Скачать Содержание

ГЛАВА 10. РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ. ТЕОРЕМА ОБ ИЗМЕНЕНИИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ


Рассмотрим движущееся тело, на которое действует некоторая сила . Эта сила может быть постоянной, а может меняться в процессе движения тела. Работа силы (или, как часто говорят, работа, совершенная силой ) на бесконечно малом участке траектории движения тела определяется как произведение модуля силы F, действующей на тело в тот момент времени, когда оно находилось на этом участке траектории, на длину этого участка (модуль вектора перемещения тела на этом участке) и на косинус угла между векторами силы и перемещения

(10.1)

Работу силы на бесконечно малом участке траектории (10.1) принято называть элементарной работой. Работа силы на конечном отрезке пути равна сумме элементарных работ этой силы на тех малых участках , на которые можно разбить рассматриваемый конечный отрезок пути и на которых силу можно считать неизменной

(10.2)

где и – величина силы и угол между вектором силы и перемещения на i-м участке траектории. Из формулы (10.2) следует, что если сила не изменяется, ее работа при прямолинейном движении тела равна

(10.3)

где – перемещение тела; – угол между вектором силы и вектором перемещения . Как следует из определения, работа является величиной алгебраической, то есть может быть положительной, отрицательной или равной нулю, причем знак работы зависит от угла между силой и перемещением.

Согласно формулам (10.1), (10.2) можно определить работу независимо для каждой силы, действующей на тело, а не только для той «под действием» которой тело движется. Например, если вы бежите за медленно движущейся машиной и подталкиваете ее силой F = 1 Н, то при перемещении машины на расстояние S = 1 км вы совершаете над ней работу A = FS = 1000 Дж, несмотря на то, что движение машины определяется совсем другими силами, а вклад «вашей» силы в ее движение ничтожен.