Тема: Механическая работа. Мощность.

Группа № 13 ФИЗИКА 2 урока

Урок № 24

Тема: Механическая работа. Мощность.

Цели: усвоить понятие работа, мощность, дать представление о работе как пространственной характеристикой действия силы.

Задачи урока:

- способствовать формированию знаний о работе, мощности;

- формировать умения использовать материал по данной теме в процессе решения физических задач.

- развивать мышление и память;

- продолжить формирование познавательного интереса;

- активизировать мыслительную деятельность.

ПЛАН

1. Изучение нового материала

2. Решение задач

 

Проработка теоретического материала

Мощность

Величина, характеризующая быстроту совершения работы, и равная отношению работы, совершаемой силой, к промежутку времени, в течение которого она совершается, называется мощностью.

Исходя из определения видим, что единицей измерения мощности является

При движении любого тела на него в общем случае действует несколько сил, каждая из которых совершает работу и, следовательно, для каждой силы можно вычислить мощность. Так, если тело движется прямолинейно и на него действует постоянная сила, то она совершает работу, равную

Тогда мощность силы равна отношению работы этой силы к промежутку времени.

Мощность силы также равна произведению модуля силы на модуль скорости и на косинус угла между направлениями вектора силы и вектора скорости.

По записанной формуле можно рассчитывать и среднюю, и мгновенную мощности, подставляя значение средней или мгновенной скорости.

Из полученной формулы следует, что при заданной мощности мотора сила тяги тем меньше, чем больше скорость движения. Вот почему водители автомобилей при подъеме в гору, когда нужна наибольшая сила тяги, переключают двигатель на пониженную передачу.

Любой двигатель или механическое устройство предназначены для выполнения определенной механической работы. Эта работа называется полезной работой. Для двигателя автомобиля — это работа по его перемещению, для токарного станка — работа по вытачиванию детали.

Однако в любой машине, в любом двигателе полезная работа всегда меньше той энергии, которая затрачивается для приведения их в действие, потому что всегда существуют силы трения, работа которых приводит к нагреванию каких-либо частей устройства. А нагревание нельзя считать полезным результатом действия машины. Поэтому каждое устройство характеризуется особой величиной, которая показывает, насколько эффективно используется подводимая к нему энергия. Эта величина называется коэффициентом полезного действия и обычно обозначается греческой буквой h.

И так, коэффициентом полезного действия называется отношение полезной работы, совершенной машиной за некоторый промежуток времени, ко всей затраченной работе (или подведенной энергии) за тот же промежуток времени.

Коэффициент полезного действия обычно выражается в процентах. Поскольку и полезную, и затраченную работы можно представить, как произведение мощности на промежуток времени в течение которого работала машина, то

Кратко

Скалярная физическая величина, являющаяся пространственной характеристикой действия силы.

А = F·|Δr|·cosα

Единица измерения: Н*м=Дж

а) А˂0, (пример- работа силы трения), б) А>0, (пример – работа силы тяжести при падении

тела), в) А=0 (пример - работа силы тяжести при движении спутника вокруг Земли, при

движении машины по горизонтальной дороге).

Понятие мощности.

Скалярная физическая величина, характеризующая работу в единицу времени.

N=А/ t = Fs cosα / t

Единица измерения: =Вт

Пример решения задач

Интернет - ресурсы

1. https://youtu.be/C5WYGsUMs98

2. https://videouroki.net/video/30-miekhanichieskaia-rabota-moshchnost.html

Ответ отправить на адрес электронной почты: [e-mail]

 

Урок № 25

ПЛАН

- Изучение нового материала

- Решение задач

 

Вывод: энергия в механике – это величина, определяемая состоянием системы – положением тел и их скоростями; изменение энергии при переходе системы из одного состояния в другое равно работе внешних сил.

Вывод теоремы об изменении кинетической энергии.

Выясним, как энергия тел зависит от их скоростей.

Подсчитаем работу постоянной силы , действующей на тело (материальную точку) массой m при его прямолинейном движении. Пусть направление силы совпадает с направлением скорости тела. В этом случае направления вектора перемещения и вектора силы совпадают.

Поэтому работа силы равна:

 

 

Выберем координатную ось ОХ так, чтобы векторы и были направлены в сторону положительного направления этой оси. Тогда и формулу для работы можно записать так:

Согласно второму закону Ньютона

Так как точка движется с постоянным ускорением, то изменение ее координаты при переходе из начального положения в конечное можно найти по известной нам из кинематики формуле

где

Подставляя формулу (6.8) в формулу (6.6), получим

Таким образом, работа силы при перемещении тела из начального положения в конечное равна изменению величины.

Величина представляет собой энергию, которую имеет тело, движущееся со скоростью . Эту энергию называют кинетической (от греческого слова «кинема» - движение).
Как видим, кинетическая энергия тела равна половине произведения массы тела на квадрат его скорости.
Будем обозначать кинетическую энергию буквой Е_к:

Энергия измеряется, в тех же единицах, что и работа. Учитывая равенство (6.10), можно уравнение (6.9) записать так:

 

Равенство (6.11) выражает теорему об изменении кинетической энергии: изменение кинетической энергии тела (материальной точки) за некоторый промежуток времени равно работе, совершенной за то же время силой, действующей на тело. Если на тело действует несколько сил, то изменение его кинетической энергии равно сумме работ всех сил, действующих на тело.
Кинетическая энергия тел зависит только от их масс и скоростей. Полная механическая энергия системы зависит от скоростей тел и расстояний между ними. Для того чтобы вычислить ту часть энергии, которая зависит от расстояний между телами, нужно предварительно рассмотреть вопрос о работе силы тяжести и силы упругости.

Вывод: движущееся тело обладает кинетической энергией. Эта энергия равна работе, которую надо совершить, чтобы увеличить скорость тела от нуля до значения v.

Физический смысл кинетической энергии

При V₀ = 0; A = mV²/2, то есть кинетическая энергия тела Ек равна механической работе, которую должна совершать сила, действующая на покоящееся тело, чтобы сообщить ему скорость V.

Закон сохранения энергии

Суммарная механическая энергия тела остается величиной постоянной при отсутствии сил сопротивления, таких, как, например, сила трения или сила сопротивления воздуха.

Интернет - ресурсы

1. https://youtu.be/oorzBvLdAlk

2. https://uchitel.pro/механическая-энергия-закон-сохранен/

 

Ответ отправить на адрес электронной почты: [e-mail]

 

Группа № 13 ФИЗИКА 2 урока

Урок № 24

Тема: Механическая работа. Мощность.

Цели: усвоить понятие работа, мощность, дать представление о работе как пространственной характеристикой действия силы.

Задачи урока:

- способствовать формированию знаний о работе, мощности;

- формировать умения использовать материал по данной теме в процессе решения физических задач.

- развивать мышление и память;

- продолжить формирование познавательного интереса;

- активизировать мыслительную деятельность.

ПЛАН

1. Изучение нового материала

2. Решение задач