Физическая величина равная отношению работы к промежутку времени за который работа совершена

Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы.

Если действующая на тело сила вызывает его перемещение s, то действие этой силы характеризуется величиной, называемой механической работой (или, сокращенно, просто работой).

Механическая работа А — скалярная величина, равная произведению модуля силы F, действующей на тело, и модуля перемещения s, совершаемого телом в направлении действия этой силы.

Если направления перемещения тела и приложенный силы не совпадают, то работу можно вычислить как произведение модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы и перемещения (рис. 1.18.1):

Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительной (0° ≤ α < 90°), так и отрицательной (90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж).

Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в направлении действия силы.

Рисунок 1.18.1.

Работа силы :

Если проекция силы на направление перемещения не остается постоянной, работу следует вычислять для малых перемещений Δsi и суммировать результаты:

Это сумма в пределе (Δsi → 0) переходит в интеграл.

Графически работа определяется по площади криволинейной фигуры под графиком Fs(x) (рис. 1.18.2).

Рисунок 1.18.2.

Графическое определение работы. ΔAi = FsiΔsi

Примером силы, модуль которой зависит от координаты, может служить сила упругости пружины, подчиняющаяся закону Гука. Для того, чтобы растянуть пружину, к ней нужно приложить внешнюю силу модуль которой пропорционален удлинению пружины (рис. 1.18.3).

Рисунок 1.18.3.

Растянутая пружина. Направление внешней силы совпадает с направлением перемещения :

k – жесткость пружины.

Зависимость модуля внешней силы от координаты x изображается на графике прямой линией (рис. 1.18.4).

Рисунок 1.18.4.

Зависимость модуля внешней силы от координаты при растяжении пружины

По площади треугольника на рис. 1.18.4 можно определить работу, совершенную внешней силой, приложенной к правому свободному концу пружины:

Этой же формулой выражается работа, совершенная внешней силой при сжатии пружины. В обоих случаях работа упругой силы равна по модулю работе внешней силы и противоположна ей по знаку.

Если к телу приложено несколько сил, то общая работа всех сил равна алгебраической сумме работ, совершаемых отдельными силами. При поступательном движении тела, когда точки приложения всех сил совершают одинаковое перемещение, общая работа всех сил равна работе равнодействующей приложенных сил.

Модель. Механическая работа.

Мощность

Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью. Мощность N это физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:

В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт (Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.

Источник

Единицы измерения
Мощность
$N,P,W = frac{dA}{dt}$
Размерность	L²MT⁻³
СИ	Вт
СГС	эрг·с⁻¹

Мо́щность — физическая величина, равная в общем случае скорости изменения энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Различают среднюю мощность за промежуток времени

$N = frac{Delta E}{Delta t} ,!$

и мгновенную мощность в данный момент времени:

$N = frac{dE}{dt}. ,!$

Интеграл от мгновенной мощности за промежуток времени равен полной переданной энергии за это время:

$int^{t_1}_{t_0}Ndt = E. ,!$

Содержание

1 Единицы измерения
2 Мощность в механике
3 Электрическая мощность
4 Приборы для измерения мощности
5 См. также
6 Ссылки

Единицы измерения

В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.

Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.

Соотношения между единицами мощности

Единицы	Вт	кВт	МВт	кгс·м/с	эрг/с	л. с.(мет.)	л. с.(анг.)
1 ватт	1	10⁻³	10⁻⁶	0,102	10⁷	1,36·10⁻³	1,34·10⁻³
1 киловатт	10³	1	10⁻³	102	10¹⁰	1,36	1,34
1 мегаватт	10⁶	10³	1	102·10³	10¹³	1,36·10³	1,34·10³
1 килограмм-сила-метр в секунду	9,81	9,81·10⁻³	9,81·10⁻⁶	1	9,81·10⁷	1,33·10⁻²	1,31·10⁻²
1 эрг в секунду	10⁻⁷	10⁻¹⁰	10⁻¹³	1,02·10⁻⁸	1	1,36·10⁻¹⁰	1,34·10⁻¹⁰
1 лошадиная сила (метрическая)	735,5	735,5·10⁻³	735,5·10⁻⁶	75	7,355·10⁹	1	0,9863
1 лошадиная сила (английская)	745,7	745,7·10⁻³	745,7·10⁻⁶	76,04	7,457·10⁹	1,014	1

Мощность в механике

Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:

N = mathbf F cdot mathbf v = F cdot v cdot cosalpha,

где F — сила, v — скорость, alpha — угол между вектором скорости и силы.

Частный случай мощности при вращательном движении:

$N = mathbf M cdot mathbf omega = frac {mathbf 2pi cdot mathbf M cdot mathbf n} {60}$

M — момент силы, — угловая скорость, ~pi — число пи, n — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин.).

Электрическая мощность

Электри́ческая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При изучении сетей переменного тока, помимо мгновенной мощности, соответствующей общефизическому определению, вводятся также понятия активной мощности, равной среднему за период значению мгновенной, реактивной мощности, которая соответствует энергии, циркулирующей без диссипации от источника к потребителю и обратно, и полной мощности, вычисляемой как произведение действующих значений тока и напряжения без учёта сдвига фаз.

Приборы для измерения мощности

Ваттметры (в том числе варметры)
Фазометры

См. также

Удельная мощность
Активная мощность
Реактивная мощность
Светимость
Энергия
Мощность взрывного устройства
Мощность звука
Усилитель мощности

Ссылки

Электрическая работа и мощность
Влияние формы электрического тока на его действие. Журнал «Радио», номер 6, 1999 г.

Источник

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

поделиться знаниями или
запомнить страничку

Все категории
экономические
43,627
гуманитарные
33,648
юридические
17,917
школьный раздел
611,615
разное
16,897

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Источник