Презентация к уроку "Механическая работа. Мощность. Энергия.

Например:

Работа может быть определена и графически

Графически работа –

площадь фигуры

под линией ,

что соответствует

определяющей

формуле.

О

Вращать жернова, перемалывая зерно в муку, можно и вручную. В этом случае работа займет гораздо больше времени.

Скорость совершения работы характеризуют

физической величиной, называемой

мощность.

Чем быстрее совершается работа, тем выше мощность.

Определение мощности

Мощность – скалярная физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который она совершена:

Перечислите единицы измерения величин, входящих в формулу.

При равномерном движении мощность удобно определять формулой

- сила (сила тяги)

- скорость движения

Как можно повысить мощность?

Единицы и значения мощности

Единица измерения мощности в системе СИ является – 1 Вт (ватт)

Автомобиль – до120 кВт

Теплоход – до 10МВт

Самолет – до12 МВт

Единицы мощности

Самая известная внесистемная единица измерения мощности была ведена Джеймсом Уаттом в 1783 г. Это лошадиная сила (1 л.с. = 736 Вт). Лошадиная сила – средняя работа за 1с, которую могла совершить ломовая лошадь, равномерно работающая целый день.

Д.Уатт (Ватт)

Этой единицей пользуются до сих пор при измерении мощности автомобильных двигателей .

Соотношение между л.с. и Вт

1 л.с. = 735,5 Вт.

Мощность, развиваемая человеком.

Человек без особого напряжения может длительное время развивать мощность около 0,1 л.с., т.е. 75 Вт. В течение очень коротких интервалов времени человеческий организм способен развивать мгновенную мощность, в несколько раз превышающую это значение (до нескольких кВт).

Скрытые резервы мощности человеческого организма огромны.

Понятие «энергия»

(энергия – от греч. energeia – действие).

Совершение работы не проходит для системы тел бесследно.

Рассмотрим, например, механические часы. По мере хода часов способность механизма совершать работу постепенно исчерпывается.

Как мы поступаем в этом случае?

А с точки зрения физики – сообщаем энергию.

Понятие «энергия»

Энергия – максимальная работа, которую можно совершить в данных условиях

Энергия в механике – величина, определяемая состоянием системы – положением тел и их скоростями.

Все эти тела обладают энергией:

Историческая справка

Исторически первым сформировалось понятие кинетической энергии.

Это понятие было введено голландским физиком Гюйгенсом(1629 -1695), который называл кинетическую энергию по латыни: vis vitae – живая сила.

Кинетическая – от греч. к inetikos – приводящий в движение

Кинетическая энергия – энергия движения

Примеры тел, обладающих кинетической энергией

Известно ли Вам, что

Пуля массой 3,6 г принятого в НАТО патрона 223 Remington калибра 5,46 х45. покидает ствол со скоростью 1000 м/с и имеет кинетическую энергию 1800Дж. С дистанции 300 м она навылет пробивает стальную каску.

Отметим, что наименьшее значение энергии, достаточное для необратимого повреждения живой ткани, всего 80 Дж.

Теорема о кинетической энергии

Изменение кинетической энергии тела равно работе всех сил, действующих на тело

Потенциальная энергия –

это энергия взаимодействия тел или частей одного тела.

Потенциальная энергия характеризует не любое взаимодействие тел, а лишь такое, которое описывается силами, называемыми потенциальными (сила тяжести - гравитационная, сила упругости)

Эти силы отличает следующая особенность:

• не зависят от скорости;
• работа этих сил на любой замкнутой траектории равна нулю.

Потенциальной энергией тела в данном положении называется скалярная физическая величина, равная работе, совершенной потенциальной силой при перемещении из данного положения в нулевое.

Нулевое положение иначе называют уровнем отсчета потенциальной энергии. Для тела в поле притяжения Земли это, обычно, поверхность Земли. Для деформируемой пружины – нулевой уровень отсчета – ее нерастянутое состояние.

Вывод формулы потенциальной энергии тела, находящегося на высоте h

Принцип минимума потенциальной энергии-

Любая замкнутая система стремится перейти в такое состояние, в котором ее потенциальная энергия минимальна.

Подобная закономерность имеет общий характер и справедлива не только для гравитационного, но и для любого фундаментального взаимодействия.

Вопросы:

• Сформулируйте определение работы. В каких единицах измеряется работа? В чем ее физический смысл?
• При каких условиях работа силы положительна? Отрицательна? Равна нулю?
• Как можно найти работу графически?
• Почему наклонные лестницы облегчают усилия при подъеме?

Какие силы совершают работу в следующих случаях:

Вопросы

• Дайте характеристику мощности как физической величины.
• Получите формулу для расчета мощности при равномерном движении.
• Почему для подъема автомобиля в гору или при движении по песку шофер включает первую скорость?
• Как скорость автомобиля зависит от мощности двигателя, если силу сопротивления движению считать постоянной?
• Как скорость движения автомобиля зависит от мощности, если сила сопротивления при больших скоростях прямо пропорциональна квадрату скорости?

Вопросы:

• Сформулируйте определение кинетической энергии. Назовите единицы измерения этой величины.
• Сформулируйте теорему о кинетической энергии.
• Может ли кинетическая энергия быть числом отрицательным? Зависит ли величина кинетической энергии от выбора системы отсчета?
• От каких величин зависит тормозной путь автомобиля?
• Приведите примеры тел, обладающих кинетической энергией.

Вопросы:

• Дайте определение потенциальной энергии.
• По отношению к работе каких сил введено понятие «потенциальная энергия»?
• По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию тела, поднятого над поверхностью земли?
• Что такое нулевой уровень потенциальной энергии?
• В чем состоит принцип минимума потенциальной энергии?