Механическая работа, мощность

Механическая работа   A  [Дж]  , совершенная приложенной к телу силой   F   , приводит к изменению кинетической, потенциальной или внутренней энергии тела. Механическая работа равна произведению силы  F  на перемещение   S  и косинусу угла   \beta  между направлением силы и перемещения:

    \[  A=F \cdot S \cdot \cos \beta \qquad_{(10.1)}\]

Формулы работы для трех направлений силы:

1) Если векторы силы и перемещения сонаправлены, то   \cos {0^o }=1 \; \Rightarrow

    \[  A=F \cdot S \qquad_{(10.2)}\]

2) Если векторы силы и перемещения противоположно направлены, то   \cos {180^o }= -1 \; \Rightarrow

    \[  A=- F \cdot S \qquad_{(10.3)}\]

3) Если векторы силы и перемещения перпендикулярны, то   \cos {90^o }=0 \; \Rightarrow

    \[  A=0 \qquad_{(10.4)}\]

Работа консервативных сил (гравитационной, упругой, электростатической) равна изменению потенциальной энергии, взятой с противоположным знаком:

    \[  A = - (E_{p2} - E_{p1})=E_{p1} - E_{p2} \qquad_{(10.5)}\]

или равна изменению кинетической энергии:

    \[  A = E_{k2} - E_{k1} \qquad_{(10.6)}\]

Коэффициент полезного действия (КПД) механизма   \eta   это отношение полезной работы   A_{\Pi}  , совершенной механизмом, ко всей затраченной работе (потребленной энергии)   A_Z  за то же время:

    \[  \eta=\frac{A_{\Pi}}{A_Z} \qquad_{(10.7)}\]

Полезная работа всегда меньше затраченной  A_{\Pi}<A_Z

Мощность  N  [Вт]  — это скорость выполнения работы механизмом, равная отношению работы ко времени, за которое работа совершена:

    \[  N=\frac{A}{t} \qquad_{(10.8)}\]

Для обозначения мощности кроме символа N используется также P.

Физический смысл мощности Численное значение мощности равно работе, которое совершает механизм за 1 сек.