в обыденной жизни под понятием "работа" мы понимаем всё.
В физике понятие работа несколько иное. Это определенная физическая величина, а значит, ее можно измерить. В физике изучается прежде всего механическая работа.
Рассмотрим примеры механической работы.
Поезд движется под действием силы тяги электровоза, при этом совершается механическая работа. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу - перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается.
Из этих примеров видно, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы. Механическая работа совершается и в том случае, когда сила, действуя на тело (например, сила трения), уменьшает скорость его движения.
Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.
Итак, механическая работа совершается, только когда на тело действует сила, и оно движется.
Нетрудно понять, что чем большая сила действует на тело и чем длиннее путь, который проходит тело под действием этой силы, тем большая совершается работа.
Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.
Поэтому, условились измерять механическую работу произведением силы на путь, пройденный по этому направлению этой силы:
работа = сила × путь
или
A = Fs,
где А - работа, F - сила и s - пройденный путь.
За единицу работы принимается работа, совершаемая силой в 1Н, на пути, равном 1 м.
Единица работы - джоуль (Дж) названа в честь английского ученого Джоуля. Таким образом,
1 Дж = 1Н · м.
Используется также килоджоули (кДж) .
1 кДж = 1000 Дж.
Формула А = Fs применима в том случае, когда сила F постоянна и совпадает с направлением движения тела.
Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то данная сила совершает положительную работу.
Если же движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, например, силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу.
A = -Fs.
Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа равна нулю:
A = 0.
В дальнейшем, говоря о механической работе, мы будем кратко называть ее одним словом - работа.
Пример. Вычислите работу, совершаемую при подъеме гранитной плиты объемом 0,5 м3 на высоту 20 м. Плотность гранита 2500 кг/м3.
Запишем условие задачи, и решим ее.
Дано:
V = 0,5 м3
ρ = 2500 кг/м3
h = 20 м
A = Fs,
где F -сила, которую нужно приложить, чтобы равномерно поднимать плиту вверх. Эта сила по модулю равна силе тяж Fтяж, действующей на плиту, т. е. F = Fтяж. А силу тяжести можно определить по массе плиты: Fтяж = gm. Массу плиты вычислим, зная ее объем и плотность гранита: m = ρV; s = h, т. е. путь равен высоте подъема.
1. Подключим катушку-моток к зажимам миллиамперметра.
2. Введем один из полюсов магнита в катушку, а затем на несколько секунд остановим магнит. Возникал ли в катушке индукционный ток: а) во время движения магнита относительно катушки: Индукционный ток в катушке возникал. б) во время его остановки: Индукционный ток в катушке не возникал.
3. Менялся ли магнитный поток Ф, пронизывающий катушку: а) во время движения магнита: Магнитный поток, пронизывающий катушку, менялся. б) во время его остановки: Магнитный поток, пронизывающий катушку, не менялся.
4. Сформулируйте, при каком условии в катушке возникал индукционный ток. При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает индукционный ток.
5. Введите один из полюсов магнита в катушку, а затем с такой же скоростью удалите.
а) Запишите, каким будет направление индукционного тока. Направление индукционного тока в этих двух случаях будет различно, т.к. стрелка миллиамперметра будет отклоняться от нуля в разные стороны.
б) Запишите, каким будет модуль индукционного тока: I = 2 мА (значение это может быть разным в зависимости от скорости магнита и от оборудования, которое у вас будет).
6. Повторите опыт, но при большей скорости движения магнита.
а) Запишите, каким будет направление индукционного тока: Направление индукционного тока будет таким же, как и при движении магнита относительно катушки с более малой скоростью
б) Запишите, каким будет модуль индукционного тока: I = 5 мА (значение это может быть разным в зависимости от скорости магнита и от оборудования, которое у вас будет).
7. Запишите, как скорость движения магнита влияет: а) На величину изменения магнитного потока: Чем быстрее магнит движется относительно катушки, тем быстрее изменяется магнитный поток, пронизывающий катушку
б) На модуль индукционного тока: Чем больше скорость движения магнита относительно катушки, тем больше модуль индукционного тока
8. Сформулируйте, как зависит модуль силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока. Чем больше скорость изменения магнитного потока, тем больше модуль силы индукционного тока.
9. Соберите установку для опыта по рисунку.
10. Проверьте, возникает ли в катушке-мотке 1 индукционный ток при: а) замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2: Возникает. б) протекании через 2 постоянного тока: Не возникает. в) изменении силы тока реостатом: Возникает.
11. Запишите, в каких из перечисленных случаев: а) менялся магнитный поток, пронизывающий катушку 1: В случаях а и в б) возникал индукционный ток в катушке 1: В случаях а и в
2. Во время движения магнита возникает индукционный ток, который исчезает при его остановке 3. Магнитный поток не меняется. Он не зависит от движения магнита 4. Индукционный ток возникает только действием переменного магнитного поля 5. При приближении магнита густота магнитных линий изменяется, она становится плотнее, поэтому, индукционный ток возрастает. 6. При приближении (удалении) магнита направление тока в катушке меняется. Все завысит от полюса вводимого магнита 7. При быстром вводе (выводе) магнита из катушки ток будет большой, значит, значение индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока 9. а) при замыкании (размыкании) цепи ток появляется б) постоянный ток не образует переменное магнитное поле, тока не будет в) при увеличении (уменьшении) тока инд. ток появляется 10. В случаях а и в. При замыкании-размыкании (изменении) ток увеличивается-уменьшается, изменение тока порождает переменное магнитное поле, что порождает индукционный ток в другой катушке. 11. Рамка - это катушка. При вращении которой линии внешнего магнитного поля, пронизывающих рамку, меняются. А изменение магнитного потока порождает индукционный ток
в обыденной жизни под понятием "работа" мы понимаем всё.
В физике понятие работа несколько иное. Это определенная физическая величина, а значит, ее можно измерить. В физике изучается прежде всего механическая работа.
Рассмотрим примеры механической работы.
Поезд движется под действием силы тяги электровоза, при этом совершается механическая работа. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу - перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается.
Из этих примеров видно, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы. Механическая работа совершается и в том случае, когда сила, действуя на тело (например, сила трения), уменьшает скорость его движения.
Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем. Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.
Итак, механическая работа совершается, только когда на тело действует сила, и оно движется.
Нетрудно понять, что чем большая сила действует на тело и чем длиннее путь, который проходит тело под действием этой силы, тем большая совершается работа.
Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.
Поэтому, условились измерять механическую работу произведением силы на путь, пройденный по этому направлению этой силы:
работа = сила × путь
или
A = Fs,
где А - работа, F - сила и s - пройденный путь.
За единицу работы принимается работа, совершаемая силой в 1Н, на пути, равном 1 м.
Единица работы - джоуль (Дж) названа в честь английского ученого Джоуля. Таким образом,
1 Дж = 1Н · м.
Используется также килоджоули (кДж) .
1 кДж = 1000 Дж.
Формула А = Fs применима в том случае, когда сила F постоянна и совпадает с направлением движения тела.
Если направление силы совпадает с направлением движения тела, то данная сила совершает положительную работу.
Если же движение тела происходит в направлении, противоположном направлению приложенной силы, например, силы трения скольжения, то данная сила совершает отрицательную работу.
A = -Fs.
Если направление силы, действующей на тело, перпендикулярно направлению движения, то эта сила работы не совершает, работа равна нулю:
A = 0.
В дальнейшем, говоря о механической работе, мы будем кратко называть ее одним словом - работа.
Пример. Вычислите работу, совершаемую при подъеме гранитной плиты объемом 0,5 м3 на высоту 20 м. Плотность гранита 2500 кг/м3.
Запишем условие задачи, и решим ее.
Дано:
V = 0,5 м3
ρ = 2500 кг/м3
h = 20 м
A = Fs,
где F -сила, которую нужно приложить, чтобы равномерно поднимать плиту вверх. Эта сила по модулю равна силе тяж Fтяж, действующей на плиту, т. е. F = Fтяж. А силу тяжести можно определить по массе плиты: Fтяж = gm. Массу плиты вычислим, зная ее объем и плотность гранита: m = ρV; s = h, т. е. путь равен высоте подъема.
Итак, m = 2500 кг/м3 · 0,5 м3 = 1250 кг.
F = 9,8 Н/кг · 1250 кг ≈ 12 250 Н.
A = 12 250 Н · 20 м = 245 000 Дж = 245 кДж.
А - ?
ответ: А =245 кДж.