Caracteristicile energetice ale mișcării sunt introduse bazate pe conceptul de lucru mecanic sau putere.
Lucrarea A, realizată de forța constantă se numește o cantitate fizică, egală cu produsul modulelor de forță și de deplasare, înmulțită cu cosinusul unghiului # 945; între forță și deplasarea vectorilor A = Fs cos # 945;.
Munca este o cantitate scalară. Acesta poate fi fie pozitiv (0 ° ≤ # 945; <90°), так и отрицательной (90° <α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж).
Joule este egal cu lucrul mecanic efectuat de forța 1 N per 1 m în direcția de deplasare a forței.
În cazul în care proiecția F # 773; forța S F # 773; în direcția de deplasare s # 773; nu rămâne constantă, lucrările ar trebui să fie calculată pentru deplasări mici # 916; si si rezuma rezultatele:
Aceasta este suma în limita (# 916; si → 0) devine integral.
Grăitor, operațiunea este determinată de aria de sub grafic forme Fs curbilinii (x)
Definiție grafică a muncii. # 916; Ai = Fsi # 916; si
Un exemplu de modul de putere care depinde de coordonate, poate servi ca o forță elastică elastic, cu respectarea Hooke Fx legea = Fupr = -kx. Pentru a întinde arcul, este necesar să se aplice modul de alimentare externă, care este proporțională cu alungirea arcului.
Spring Loaded. Direcția forței externe coincide cu direcția de deplasare a k - rigiditate de primăvară.
:
Această formulă este exprimată prin activitatea desfășurată de către forța externă atunci când arcul este comprimat. În ambele cazuri, activitatea unei forțe elastice egală cu Modulo a unei forțe externe și în semn opus.
Atunci când este aplicat corpului sunt mai multe forțe, funcționarea de ansamblu a tuturor forțelor este egală cu suma algebrică a lucrărilor efectuate de către forțele individuale. În timpul mișcării înainte a corpului, atunci când punctul de aplicare a forțelor face aceeași mișcare, funcționarea generală a tuturor forțelor este egală cu rezultanta forțelor aplicate.
Forța de muncă, efectuat pe unitatea de timp se numește putere. Putere N cantitate fizică este egală cu raportul de funcționare A la intervalul de timp t, în timpul căruia se realizează această lucrare:
În unitatea de Sistemul Internațional (SI) de wați de putere numit (W). Watt putere de forță egală pentru a efectua muncă în timpul 1 J 1 s.
11 gravitație de lucru și forța elastică. Forțele conservatoare, un potențial domeniu. Lucrul mecanic de frecare. Forțele disipative.
Forțele disipativ - forțe care se află sub influența sistemului mecanic din totalul scade sale de energie mecanică (adică disipat), se deplasează în alte forme, nemecanice de energie, de exemplu, în căldură.
În forțele de fizică conservatoare (potențial de forță) - forțe a căror funcționare nu depinde de forma de cale (numai în funcție de punctele de pornire și de aplicare a forței se încheie). Rezultă din această definiție: forțele conservatoare - acele forțe care lucrează pe orice traseu închis este 0.
În cazul în care sistemul sunt doar forțe conservatoare, energia mecanică a sistemului este menținută.
domenii potentiale
În cazul în care activitatea domeniul forțelor care acționează asupra unei particule test de mișcare în ea, nu depinde de traiectoria particulei, și este definită numai prin pozițiile sale inițiale și finale, un astfel de câmp se numește potențial. Pentru aceasta se poate introduce conceptul de energia potențială a particulei - unele particule funcție coordonate astfel încât diferența dintre valorile sale la punctele 1 și 2 egal cu lucrul mecanic efectuat de câmp la miscarile particulelor de la punctul 1 la punctul 2.
Rezistența câmpului în potențialul exprimat în ceea ce privește potențialul energetic ca gradientul acesteia:
câmpul gravitațional al lui Newton. Pentru domeniul unui punct este valabil:
în care - puterea câmpului (accelerația gravitațională); - energia potențială, M - masa punctului material - vectorul raza realizat de la punctul de material de la punctul de observație, r - lungimea vectorului rază, m - masa particulelor probei, G - unele constantă (numită constantă gravitațională), a cărei valoare numerică depinde de sistemul ales de unități.
Forța de frecare
Se spune adesea că forța de frecare este întotdeauna funcționează negativ, iar acest lucru duce la o creștere a energiei interne (termică) a sistemului.
O astfel de declarație necesită o clarificare importantă - este valabil numai în cazul în care nu este opera de o frecare de alunecare unică și o lucrare totală a tuturor forțelor care acționează asupra sistemului. Faptul că activitatea oricărei forțe depinde de alegerea sistemului de referință și poate fi negativ în același sistem, dar pozitiv pentru altul. Totalul este activitatea tuturor forțelor de frecare care acționează asupra sistemului nu depinde de alegerea sistemului de referință și este întotdeauna negativ. Aici este un exemplu concret.
Pune o cărămidă pe un camion în mișcare, astfel încât acesta a început să alunece pe el (fig. 1). În cadrul de referință asociat cu pământul, forța de frecare F1, acționând pe cărămizi înainte de terminare de alunecare, efectuează munca A1. În același timp frecarea forța F2, acționând pe căruciorul (și egală cu valoarea absolută a primei forțe) acționează negativ A2, pe mai multe module decât activitatea A1, pentru că modul în care camionul e mai lung cale de cărămidă s - L (L - cale de cărămidă în coș). Astfel, obținem
,și munca totală .Poetomu frecare forțează energia cinetică a sistemului scade (transformată în căldură)
Această constatare este de o importanță generală. Într-adevăr, activitatea a două forțe (nu numai forțelor de frecare) angajate de interacțiune între organele nu depinde de alegerea cadrului de referință (dovedesc tine). Puteți merge oricând la cadrul de referință cu privire la care unul dintre corpurile în repaus. În activitatea ei forțele de frecare care acționează asupra corpului în mișcare, este întotdeauna negativ, deoarece forța de frecare este îndreptată împotriva viteza relativă. Dar este negativ, în orice alt cadru de referință. De aceea, întotdeauna, cu orice număr de organisme în sistem, Atr <0. Эта работа и уменьшает механическую энергию системы.
Forța de frecare statică
mecanică și nici energia (termică) intern al organismelor care nu se schimba sub acțiunea dintre corpurile în contact cu forța de frecare statică. Asta înseamnă că activitatea forței de frecare statică este egală cu zero? Ca și în primul caz, această afirmație este adevărată numai în raport cu forța de muncă totală de frecare statică a tuturor organismelor care interacționează.
Momentul de inerție - scalare fizică măsură cantitatea de inerție în mișcarea de rotație în jurul axei, la fel ca și greutatea corporală este o măsură a inerției sale în mișcarea înainte. Caracterizat prin distribuția masei în organism: momentul de inerție egală cu suma produselor masei elementare cu pătratul distanței lor față de setul de bază (punct, linie sau plane).
unității de măsură: kg · m².
Denumire: I sau J.
Există mai multe momente de inerție - în funcție de soiurile la care distanța este de puncte măsurate. momente de inerție axial a unor corpuri.
Momentul de inerție al sistemului mecanic în raport cu axa fixă ( „moment de inerție axial“) este cantitatea Ja. egală cu suma produselor maselor de toate n puncte sistem material în pătrate de distanțele lor față de axa:
§ RI - distanța de la punctul de pe axa I-lea.
Momentul de inerție axial Ja a corpului este o măsură de inerție în mișcarea de rotație în jurul axei la fel ca și greutatea corporală este o măsură a inerției sale în mișcarea înainte.
§ - masa volumului mic al elementului de corp,
§ - distanța de la elementul de la axa A.
În cazul în care organismul este omogen, adică densitatea sa este la fel peste tot, atunci
Momentul de inerție al unui corp rigid în raport cu orice axă depinde nu numai de greutate, forma si marimea corpului, dar și asupra poziției corpului în raport cu această axă. Soglasnoteoreme Steiner (teorema lui Huygens-Steiner), momentul de inerție J în raport cu o axă arbitrară este suma momentului de inerție Jc a corpului în jurul unei axe care trece prin centrul de masă al corpului paralelă cu axa considerată, iar produsul de masa m pătratului corp de distanța d dintre axe:
Dacă - momentul de inerție față de o axă care trece prin centrul de masă, momentul de inerție în jurul unei axe paralele situate la o distanță egală cu ea
în cazul în care - greutatea totală a corpului.
De exemplu, momentul de inerție al tijei în raport cu o axă care trece prin extremitatea sa, este: