Простые механизмы

Рычаг

Вращающий момент

 

Блок и ворот

Полиспаст — это механизм, состоящий из подвижных и неподвижных блоков, охваченных одной или несколькими верёвками.

Наклонная плоскость

Клин и винт

«Золотое правило» механики

 

 

 

 

 

Шпаргалка

Механическая работа [A] = Дж  шпора_

Механическая энергия [E] = Дж

Потенциальная энергия шпора2

Кинетическая энергия шпора3

Закон сохранения энергии  шпора5

КПД   шпора4

Мощность [Р] = Втшпора1

 

 

Коэффициент полезного действия

Коэффициентом полезного действия (КПД) называют отношение полезной работы, выполненной машиной или двигателем, к работе затраченной.

КПД

КПД обозначают буковой η, которая читается [эта].

КПД часто выражают в процентах:

[η] = 1%

 

Механическая энергия

Механическая энергия – это энергия, связанная с движением объекта или его положением в пространстве, а также характеризует способность объекта совершать механическую работу.

Полная механическая энергия равна сумме потенциальной ( Еп) и кинетической (Ек) энергий

Епол = Еп  +  Ек

схема

За единицу измерения энергии в СИ принят 1 джоуль.

[Е] = 1 Дж

Закон сохранения механической энергии

Полная механическая энергия замкнутой системы тел, в которой действуют только силы упругости и тяжести, остаётся постоянной.

Епол = const

Еп1 + Ек1 = Еп2 + Ек2 = const

В общем случае закон сохранения и преобразования энергии формулируется так:

Энергия никогда не исчезает и не возникает из ничего, она лишь превращается из одного вида в другой или переходит из одного тела или системы к другому телу или системе тел.

Такая формулировка является ЗАКОНОМ ПРИРОДЫ, который нельзя вывести из других законов, а можно только доказать опытным путём.

Мощность

Мощность это скорость выполнения работы, численно равна работе, совершаемой за единицу времени.

мощн

За единицу измерения мощности в СИ принят 1 ватт.

[Р] = 1 Вт  = 1Дж / 1с

Мощность двигателя:

мощн двиг

Т.е. скорость движения транспорта прямо пропорциональна мощности двигателя.

 

Механическая работа

Механическая работа – это скалярная физическая величина, которая характеризует изменение положения тела под действием силы и равна произведению модуля силы на модуль перемещения (путь).

A = Fs

За единицу измерения работы в СИ принят 1 джоуль.

[А] = 1Н×1м = 1 Дж

Анализ формулы механической работы:

1. Работа силы положительная
А > 0, если направление силы и направление перемещения совпадают;

раб1

Пример: кот падает с крыши. Направление движение кота совпадает с направлением действия силы тяжести. Значит, работа силы тяжести положительная.

работа1

2. Работа силы отрицательна
А < 0, если направление силы и направление перемещения направлены в противоположные стороны;

раб2

Пример: кота подбросили вверх. Направление движение кота противоположно направлению действия силы тяжести. Значит, работа силы тяжести отрицательная.

работа2

3. Работа силы равна нулю
А = 0, если
1. под действием силы тело не перемещается, т.е когда s = 0
2. величина силы равна нулю, т.е. F = 0
3. угол между направлениями перемещения и силой равен 90°.

раб3

Пример: кот просто идёт по дорожке. Направление движения кота перпендикулярно направлению действия силы тяжести. Значит, работа силы тяжести равна нулю.

работа3

Геометрический смысл механической работы

Если построить график зависимости значения силы от перемещения (пути), пройдённого телом, то этот график будет представлять собой отрезок прямой, параллельной оси перемещения (пути).

работа4

Из рисунка видно, что заштрихованная область под графиком представляет собой прямоугольник со сторонами F и s. Площадь данного прямоугольника равна F • s.
Геометрический смысл механической работы заключается в том, что работа силы численно равна площади фигуры под графиком зависимости силы от перемещения тела.

 

 

Теоретический минимум

Если вы можете ответить на эти вопросы, то вы полностью усвоили теоретическую часть материала.

  1. Что называют механической работой? По какой формуле её можно рассчитать?
  2. Какая сила совершает работу по время падения тела на землю?
  3. Какая сила совершает работу по время торможения движущегося тела?
  4. Что такое мощность? От чего она зависит? Как влияет мощность двигателя на возможность исполнения им работы?
  5. Какова связь между механической работой и энергией?
  6. Какие виды механической энергии вам известны?
  7. По какой формуле можно рассчитать потенциальную энергию тела, поднятого над Землёй?
  8. Что такое кинетическая энергия? От чего она зависит? Как её рассчитать?
  9. Что является мерой изменения энергии?
  10. Какой энергией обладает упруго деформированное тело? Как её найти?
  11. Какой закон называют законом сохранения энергии? В чём его важность?
  12. Какие механизмы называют простыми?
  13. Как называют простой механизм, который имеет ось вращения?
  14. Что называют моментом силы? Как определить знак момента силы?
  15. При каком условии соотношения действующих на рычаг сил и их плеч рычаг находится в равновесии?
  16. Какие простые механизмы относятся к блокам? Какие виды блоков вам известны?
  17. Какие преимущества имеет наклонная плоскость?
  18. Как называют механизмы или системы механизмов, в которых происходят превращения энергии из одного вида в другой?
  19. Что такое КПД? От чего он зависит?
  20. В чём заключается суть “золотого правила” механики?