Механическая работа, мощность и КПД
Механическая работа, мощность и КПД механизма
1. Механическая работа (или работа силы над телом) – физическая величина, равная по модулю произведению силы на путь, пройденный телом вдоль направления этой силы. Если вектор силы перпендикулярен направлению движения тела, то совершаемая этой силой работа равна нулю; если вектор силы сонаправлен с направлением движения тела, то работу силы считают положительной; если вектор силы противоположен направлению движения тела, то работу силы считают отрицательной.
- В случае, когда точка приложения силы перемещается в направлении действия силы, механическая работа А равна произведению модуля F силы на путь s, пройденный точкой приложения силы: А = Fs.
- Единица работы в СИ 1 Джоуль (Дж) = 1 Нм.
- «Золотое правило» механики с использованием понятия работы: никакой простой механизм не дает выигрыша в работе.
Таблица «Механическая работа, мощность и КПД»
2. Коэффициент полезного действия (КПД) – физическая величина, равная отношению полезной работы к полной совершённой работе. КПД показывает долю полезной работы от полной и, как и все доли, всегда имеет положительный знак и не имеет «своей» единицы для измерения. Значение КПД обычно выражают в процентах, которое нужно переводить в десятичную дробь для дальнейших вычислений.
- Коэффициентом полезного действия (КПД) механизма называют отношение полезной работы Апол к совершенной Асов, выраженное в процентах: η = Апол/Асов · 100%.
- КПД любого реального механизма меньше 100 % (из-за трения и из-за того, что сами механизмы и их части имеют некоторую массу).
3. Мощность действия – физическая величина, равная отношению механической работы ко времени, за которое она была совершена. Мощность характеризует быстроту (скорость) совершения работы. Мощность принято вычислять только для тех действий, в которых механическая работа положительна.
- Мощностью N называют отношение совершенной работы А к промежутку времени t, за который эта работа совершена: N = A/t
- Единица мощности в СИ 1 ватт (Вт) = 1 Дж/с.
- Мощность можно выразить через силу и скорость с помощью формулы N = Fv.
Схема «Механическая работа. Мощность»
Конспект урока по физике в 7 класса «Механическая работа и энергия».
Смотреть задачи: 1) на механическую работу, 2) механическую мощность, 3) на КПД простых механизмов.
Следующая тема: «Простые механизмы. Блоки»