Механическая работа

  • 19 июня 2010 г.
  • 497 Слова
Механическая работа — это физическая величина, являющаяся количественной характеристикой действия силы F на процесс γ(t), зависящая от численной величины, направления силы и от перемещения точки ееприложения[1].
1 Работа в механике
2 Работа в термодинамике
3 Работа силы в теоретической механике
3.1 Определение
4 Размерность и единицы
Работа в механике
При прямолинейном движении ипостоянном значении силы работа равна произведению величины проекции вектора силы на направление движения и величины пройденного пути[2]:

При этом действующая сила F и вектор скорости v за всё время наблюдения Δtдолжны быть постоянны, в противном случае она вычисляется как интеграл:
.

Если же существует зависимость силы от координаты (например, в случае с работой кулоновского поля), интеграл определяетсяследующим образом:
,

где и — радиус-векторы начального и конечного положения тела соответственно. Как следствие, если направление движения тела ортогонально силе F, её работа равна нулю.

Если масса частицыпостоянна, а Atotal — полная работа, совершённая над частицей, определяемая как сумма работ совершенных приложенными к частице силами, то из второго закона Ньютона можно получить:

где Ek называетсякинетической энергией. Для материальной точки, кинетическая энергия определяется как работа силы, ускорившей точку от нулевой скорости до скорости v:

Для сложных объектов, состоящих из множествачастиц, кинетическая энергия тела равна сумме кинетических энергий частиц.

Сила называется потенциальной, если существует скалярная функция, известная как потенциальная энергия и обозначаемая Ep, такаячто

Если все силы, действующие на частицу консервативны, и Ep является полной потенциальной энергий, полученной суммированием потенциальных энергий соответствующих каждой силе, тогда: .

Этотрезультат известен как сохранение механической энергии и утверждает, что полная механическая энергия в замкнутой системе, в которой действуют консервативные силы

является...
tracking img