Механічна робота

Урок

Механічна робота.

Мета уроку:

Навчальна. Сформувати поняття роботи

Розвивальна. Розвивати вміння встановлювати зв’язки нового з раніше вивченим.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер.

 Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань

1. Перевірка домашнього завдання.

2. Фронтальний опрос з теми «Робота»

ІІ. Обговорення теми «Механична робота»

ІІІ. Рішення задач

ІV. Закріплення набутих знань

V. Домашнє завдання

Механічна робота

Про механічну роботу говорять тоді, коли тіло змінює своє положення

в просторі під дією сили. Розглянемо рух баржі, яку тягне буксир.

 Буксир діє на баржу з певною силою — силою тяги (Fтяги).

Вантаж, розташований на баржі, також діє на баржу — тисне на неї із

силою тиску. Сила тяги виконує механічну роботу, тому що баржа рухається в напрямку сили тяги, а от сила тиску механічної роботи не виконує, тому що в напрямку сили тиску (тобто вниз) баржа не рухається. Чим більший шлях пройде баржа під дією сили тяги, тим більшу механічну роботу виконає ця сила. Механічна робота збільшиться і в разі зростання сили тяги: це станеться, якщо, наприклад, змусити буксир із баржею рухатися з більшою швидкістю.

Узагалі механічна робота, яку виконує певна сила, залежить від значення сили та шляху, який тіло подолає під дією цієї сили.

Механічна робота — це фізична величина, яка характеризує зміну положення тіла під дією сили і дорівнює добутку сили на шлях,

подоланий тілом у напрямку цієї сили:

                                                 A = Fl ,

де A — механічна робота; F — значення сили, що діє на тіло; l — шлях, який подолало тіло, рухаючись у напрямку цієї сили.

Одиниця роботи в СІ — джоуль (Дж); названа так на честь англійського вченого Джеймса Джоуля.

                                            [A] =Н м = Дж.

1 Дж дорівнює механічній роботі, яку виконує сила 1 Н,

Переміщуючи тіло на 1 м у напрямку дії цієї сили: 1Дж= 1Н м.

 Сила має напрямок — це векторна величина. А робота сили не має напрямку, тобто робота є величиною скалярною. Але робота може бути додатною, від’ємною або дорівнювати нулю — залежно від того, куди напрямлена сила відносно напрямку руху тіла. Розглянемо таблицу:

Геометричний зміст роботи.

Нехай тіло рухається під дією незмінної сили F, напрямок якої весь час

збігається з напрямком руху тіла. Робота такої сили дорівнює добутку сили на шлях: A = Fl .

Побудуємо графік залежності значення сили F від шляху l, який долає тіло (рис. 1). Графік являє собою відрізок прямої, яка паралельна осі абсцис (осі шляху).

Із рисунка бачимо, що добуток F1 l1   є добутком довжини та ширини

прямокутника, тобто відповідає площі S цього прямокутника. У цьому

полягає геометричний зміст механічної роботи:

Якщо напрямок сили, яка діє на тіло, збігається з напрямком руху тіла, то робота цієї сили чисельно дорівнює площі фігури під графіком залежності сили від шляху, який долає тіло.

Задача

За допомогою пружини жорсткістю 25 Н/м брусок пересувають по столу з незмінною швидкістю 5 см/с. Яку роботу виконає сила пружності за 20 с, якщо весь час видовження пружини — 4 см?

Дано:                                           

                                                        A = F_прL      F_ПР=KX

К = 25 Н/м                                    шлях ,подолав  брусок  l = VT   

V = 5см/сек = 0.05 м/сек           пІдставивши вирази для 

                                                         F_пруж I l у формул   роботи

T = 20 m/сек                                  A = K X V T 

X = 4cm= 0,04m                            A =25*0,04 *0,05 *20 = 1дж  

Знайти A=?

VІ. Домашнє завдання

§30 Вправи 30 (5 - 9)