Работа. Часть 2

Начало статьи читайте здесь.

Работа выполняется всякий раз, когда сила приводит к перемещению. При прочих равных условиях применение большей силы должно привести к увеличению объема работы. Аналогичным образом применение определенной силы на большем расстоянии должно привести к увеличению объема работы. Работа прямо пропорциональна двум факторам: силе и перемещению.

Направление вычисляется с помощью функции косинуса. Косинус является наибольшим, когда угол равен нулю (т.е. угол между двумя векторами, указывающими в одном направлении), равен нулю при девяноста градусах (силы, перпендикулярные перемещению, не работают), и отрицательный для тупых углов (силы, действующие в противоположных направлениях, выполняют отрицательную работу).

Работа лучше всего определяется из уравнения:

$W = F Δ s cos θ$,

где

$W$ = работа

$F$ = приложенная средняя сила

$Δs$ = перемещение, вызванное силой

$θ$ = угол между вектором силы и перемещения.

В этом уравнении предполагается, что сила постоянна как по величине, так и по направлению относительно перемещения в любое время.

Вычисления

Для тех случаев, когда изменения по величине или направлению являются значительными, мы вводим немного иное вычисление для работы.

При некотором конечном перемещении сила может изменяться по величине и направлению.

Разобьем перемещение на ряд небольших перемещений, вычислим работу, проделанную на каждом шаге, и сложим результаты вместе. Для достижения наилучших результатов позволим шагам приблизиться к бесконечно малой величине.

$W\;=\;\underset{\triangle s\rightarrow0}{\lim\;\Sigma\;F\cdot\triangle s}$

В пределе, конечное $Δs$ становится бесконечно малым $ds$ и конечная сумма $Σ$ становится
бесконечным интегралом $∫$.

$W = \int F ds$

Единица работы СИ – джоуль: $[Дж= Н·м = кг м^2 / с^2 ]$

Вам нужно срочно заказать статью по физике для публикации? Обратитесь за помощью к нашим экспертам!

Тест по теме «Работа. Часть 2»