Механічна робота. Одиниці роботи.

Мета уроку

навчальна:

- сформувати поняття механічної роботи та  її одиниць;

- з’ясувати випадки, коли робота від’ємна, додатна або дорівнює нулю;

- навчити учнів обчислювати роботу за формулою;  

розвивальна:

      - розвивати творчі здібності та логічне мислення учнів;

      - розвивати спостережливість, вміння аналізувати; 

- показати учням практичну значущість набутих знань;

виховна:

- виховувати в учнів інтерес до фізики.

                                          В усьому,що ми робимо, має бути  напрям і смисл.

                                                                                                        Арістотель

Хід уроку

І. Організаційний момент

Добрий день, любі діти! Сьогодні ми починаємо вивчати новий розділ «Механічна робота та енергія», і тема нашого уроку «Механічна робота.  Одиниці роботи».

 Давньогрецький філософ  Арістотель говорив: «В усьому,що ми робимо, має бути напрям і смисл…». Отже,  завдання нашого уроку полягає у тому, щоб з’ясувати , що таке механічна робота, якими одиницями  вона вимірюється, яких значень може набувати і, звичайно, вміти застосовувати набуті знання на практиці. Сподіваюсь, сьогодні кожен з вас дізнається багато нового, корисного і цікавого для себе.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

1. Як називається довжина траєкторії руху тіла?
2. Які одиниці вимірювання шляху?
3. Яка фізична величина описує взаємодію тіл?
4. Які одиниці вимірювання сили?
5. Якими можуть бути наслідки дії сили на тіло?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

 Слово «робота» супроводжує нас протягом усього життя: ми виконуємо фізичну роботу: переміщуємо вантажі чи працюємо на городі; розумову: розв’язуємо задачі чи складаємо програму; ми творимо, виконуючи творчу роботу. Роботу виконує вода , повітря , різноманітні машини. 

     Ще в давні часи люди навчились виконувати роботу за допомогою різних знарядь. Тепер використовують роботу механізмів,  які замінюють роботу багатьох робітників.

     Проблемні  досліди: Пропонуємо двом учням підняти, рівномірно рухаючи,  важок масою 100г на висоту 1м та важок масою 300г – на висоту 1м.

• Як ви думаєте,  що потрібно для виконання роботи під час піднімання важка вгору ?

(для цього потрібно прикласти силу, під дією якої переміщується важок на певну відстань. У другому досліді була виконана більша робота).

 ІV. Вивчення нового матеріалу.

 У фізиці використовують поняття механічної роботи. Вперше цей термін був запроваджений  у 1826 році французьким вченим Жаном-Віктором  Понселе.   Робота виконується завжди, коли тіло здійснює переміщення під дією певної сили. Так під дією сили тяжіння кулька падає на поверхню землі. Кажуть, що сила тяжіння виконує роботу з переміщення кульки. Куля в стволі рушниці переміщується в результаті дії порохових газів, унаслідок чого летить на значну відстань. Під дією сили пружності, яка виникає при розтягу тятиви лука, стріла набуває значної швидкості і відлітає від лука. Але ніхто не скаже, що сила тяжіння, яка діє на нерухомий комод, виконує роботу. Адже комод не змінює свого стану. Тому вважають, що робота виконується лише тоді, коли на тіло діє сила і воно при цьому здійснює переміщення. Механічна робота є фізичною величиною, і її можна розрахувати.

Механічна робота – це фізична величина, яка  дорівнює добутку сили на шлях,  пройдений тілом у напрямку дії цієї сили. 

Дослід 1. За допомогою динамометра переміщуємо брусок горизонтальною поверхнею столу.

        Тому вважають, що робота виконується лише тоді, коли на тіло діє сила

і воно при цьому здійснює переміщення. Механічна робота є фізичною

величиною, і її можна розрахувати.

Значення роботи залежить від значень сили і шляху, на якому діє сила . 
      Якщо роботу позначити літерою А, силу — F, а шлях — l, то

                                                Робота = сила × шлях

A = Fl       або      A = Fs

A – механічна робота, Дж;        

F – сила, Н;     

l, s – шлях, м.

 
              Відповідно до означення встановлена і одиниця роботи. Якщо діюча сила дорівнює 1 Η і тіло зміщується на 1 м, то при цьому виконується робота

1 Дж (джоуль):
                                         1 Дж = 1 Η • 1 м.

1Н×1м = 1ДЖ   - джоуль - це робота, яку виконує сила 1Н, переміщуючи тіло    на 1м у напрямі дії сили.

Одиниця роботи названа на честь видатного фізика, дослідника в галузі механіки і теплоти Дж. Джоуля.

         Для зручності записів і розрахунків використовують такі кратні одиниці роботи, як кілоджоуль (кДж) та мегаджоуль (МДж):
                1 кДж = 1000 Дж = 10³ Дж;

                1 МДж = 1 000 000 Дж = 10⁶ Дж.

Як ви знаєте, сила має напрямок – це векторна величина. А от робота сили не має напрямку, тобто є величиною скалярною.

             Але робота може бути додатною, від’ємною або дорівнювати нулю — залежно від того, куди напрямлена сила відносно напрямку руху тіла:

1)      Робота є додатною, якщо  A > 0    ( Напрямок сили збігається з напрямком  руху тіла)

A = Fl

2)    Робота є від’ємною A < 0  ( Напрямок сили протилежний

напрямку  руху тіла)

A = −Fl

3) Робота дорівнює нулю  A = 0  (Напрямок сили перпендикулярний  до напрямку руху тіла)

Розглянемо ці приклади:

1. Кінь тягне сани,на сани дія сила тяги і сани рухаються вправо. V-                                                                                                                                                  це швидкість санок, стрілка знизу -  напрям руху санок.  Механічна робота в  даному випадку розраховується за формулою: А=F ·