Как играют в теннис спортсмены? Они размахиваются ракеткой, которая с огромной силой действуеь на мяч, посылая его с большой скоростью противнику. Чем сильнее ударит теннисист, тем дальше полетит мяч. С точки зрения физики, теннисист совершает механическую работу.

Ещё примеры механической работы:

Во всех случаях, когда тело движется под действием силы, совершается механическая работа.

Механическая работа – это физическая величина, равная произведению силы, приложенной к телу, на пройденный под действием этой силы путь.

Эту формулу можно применять только в случае, когда сила и перемещение сонаправлены.

Например, при подъеме тела сила, которая к нему приложена, и перемещенеи совпадают по направлению.

Или так:

А в случае, когда тело движется под действием силы трения (тормозит), сила и перемещение направлены в противоположные стороны. Поэтому знак работы будет отрицательным.

Если на тело действует несколько сил, то можно найти работу каждой из них. Например, на рисунке ниже силы F₁ и F₂ сонаправлены с перемещением и имеют знак "+", сила трения направлена противоположно, поэтому её знак "-", а силы тяжести и реакции опоры направлены перпендикулярно перемещению, поэтому тих работа равна нулю.

Можно сделать вывод, что:

1. работа положительна, если сила сонаправлена с перемещением
2. работа отрицательна, если сила и перемещение направлены в противоположные стороны
3. работа равна нулю, если сила и перемещение расположены перпендикулярно друг другу

Работа силы тяжести, под действием которой спутник вращается по орбите, равна нулю.

Единица измерения работы – 1 Джоуль – названа в честь английского учёного Джеймса Джоуля.

1 Джоуль – это работа, которую совершает сила в 1 Н на пути в 1 м.

1 Дж = 1 Н · 1 м

 Дольные и кратные единицы работы

1 мДж = 10^-3 Дж

1 мкДж = 10^-6 Дж

1 кДж = 10³ Дж

Работа в 1 Дж совершается при падении пера, массой в 10 г на 10 м.

Информация о материале

Просмотров: 105

В воде можно поднять такой большой камень, который вам не по силам на берегу. Опустить под воду надутый мяч очень трудно, он постоянно стремится выскользнуть. Как объяснить подобные явления?

Тело, опущенное в воду, весит меньше, чем на суше. Почему это происходит?

Мы знаем, что жидкость в сосуде оказывает давление на дно и стенки. Но если в сосуд опустить тело, то жидкость будет оказывать давление и на него. Чем глубже находится точка тела, тем большее давление жидкость на него оказывает.

Поскольку сила, действующая на нижнюю грань, больше силы, действующей на верхнюю грань (почему?), то их разность создает выталкивающую силу.

Но произведение площади нижней или верхней грани на высоту бруска – это его объем, можем убедиться в справедливости формулы:

 Выталкиващая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела.

 Объясните, как этот опыт подтверждает наличие выталкивающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость..

А в газе есть выталкивающая сила? В этом опыте сосуд с воздухом подвесили к чаше весов и уравновесили гирей. Потом сосуд погрузили в широкую кювету, заполненную угекислым газом. Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому находится внизу кюветы. Равновесие весов нарушилось.

На тело, погруженное в жидкость или газ, дейтвует выталкивающая сила, направленная противоположно силе тяжести.

Поэтому вес тела в жидкости или газе меньше, чем в вакууме.

Архимедова сила

Проведем опыт с ведерком Архимеда.

Если погрузить тело в жидкость, то его вес уменьшится. Если теперь собрать вылившуюся воду и долить в верхнее ведерко, то вес снова станет прежним.

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа, вытесненной этим телом.

Впервые эту закономерность заметил Архимед, поэтому сила так и называется – сила Архимеда.

Архимедову силу можно найти двумя способами:

1 способ, расчетный:

2 способ, экспериментальный:

Информация о материале

Просмотров: 335

Закон Архимеда позволяет понять, при каких условиях тело плавает, а при каких тонет.

Тело плавает внутри жидкости, если плотности тела и жидкости равны:

Погружение в жидкость тел разной плотности

Чем больше плотность тела, тем сильнее оно погружается в жидкость.

Объем жидкости, вытесненной телом, равен объему погруженной части тела.

Почему плавают корабли, сделанные из металла? Металл ведь тяжелее воды, как кораблям удается удерживаться на поверхности и не тонуть?

У айсберга большая часть скрыта под водой. Почему? Какая сила определяет часть айсберга, находящуюся под водой? Какие силы уравновешены?

Воздухоплавание

Информация о материале

Просмотров: 241

Закон Паскаля позволяет объяснить принцип действия важного технического устройства – гидравлической машины. Любая гидравлическая машина состоит из двух сообщающихся цилиндров разного диаметра, закрытых поршнями и заполненных маслом. Пока поршни неподвижны, высоты столбов жидкости в них одинаковы.

Если подействовать на малый поршень с площадью S₁ силой F₁, то под поршнем будет создано давление 

которое по закону Паскаля передается во все стороны, в том числе и к большому поршню. Поэтому на большой поршень будет действовать давление p, создавая силу

Именно такую силу нужно приложить к большому поршню, чтобы он оставался в покое. Эту формулу можно переписать в виде отношения:

Сила, действующая на больший поршень во столько же раз больше силы, действующей на меньший поршень, во сколько площадь большего поршня больше площади меньшего поршня.

Используя цилиндры с разной площадью сечения получают выигрыш в силе во столько же раз, во сколько относятся площади поршней.

Гидравлические машины широко применяются в технике, например, в виде гидравлического пресса, домкратов, в тормозной системе.

Гидравлический пресс

Гидравлический домкрат

Гидравлические тормоза

Информация о материале

Просмотров: 319