Ученик рассчитывает механическую работу, мощность и энергию, применяет закон сохранения энергии и считает КПД простых механизмов.
Работа, мощность, энергия и простые механизмы
Работа, мощность, энергия и простые механизмы
Механическая работа: A = F·s (Дж), где F — сила (Н), s — перемещение вдоль силы (м). Мощность: N = A/t (Вт), где t — время (с). Мощность также можно записать как N = F·v.
Кинетическая энергия: Eк = m·v²/2 (Дж). Потенциальная энергия тела вблизи Земли: Eп = m·g·h (Дж). Закон сохранения механической энергии: в замкнутой системе без трения сумма кинетической и потенциальной энергий постоянна: Eк + Eп = const.
Простые механизмы. Рычаг: условие равновесия — правило моментов: F₁·l₁ = F₂·l₂, где l — плечо силы. Подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза. Неподвижный блок меняет направление силы без выигрыша. Наклонная плоскость: выигрыш в силе, проигрыш в пути.
«Золотое правило механики»: простой механизм не даёт выигрыша в работе — во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. КПД = (Aполезн / Aзатр) · 100%. КПД всегда меньше 100% из-за трения и других потерь.
Lesson notes
Работа, мощность, энергия и простые механизмы
Механическая работа: A = F·s (Дж), где F — сила (Н), s — перемещение вдоль силы (м). Мощность: N = A/t (Вт), где t — время (с). Мощность также можно записать как N = F·v.
Кинетическая энергия: Eк = m·v²/2 (Дж). Потенциальная энергия тела вблизи Земли: Eп = m·g·h (Дж). Закон сохранения механической энергии: в замкнутой системе без трения сумма кинетической и потенциальной энергий постоянна: Eк + Eп = const.
Простые механизмы. Рычаг: условие равновесия — правило моментов: F₁·l₁ = F₂·l₂, где l — плечо силы. Подвижный блок даёт выигрыш в силе в 2 раза. Неподвижный блок меняет направление силы без выигрыша. Наклонная плоскость: выигрыш в силе, проигрыш в пути.
«Золотое правило механики»: простой механизм не даёт выигрыша в работе — во сколько раз выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. КПД = (Aполезн / Aзатр) · 100%. КПД всегда меньше 100% из-за трения и других потерь.