Работа силы
Работа силы — это физическая величина, которая показывает действие силы при перемещении тела. Она зависит от значения силы, длины перемещения и угла между направлением силы и перемещения.
Для нахождения работы нужно знать силу и перемещение. Если сила направлена вдоль перемещения, она полностью способствует движению. Если сила направлена под углом, учитывается только её составляющая вдоль перемещения.
Здесь \(A\) — работа силы, \(F\) — модуль силы, \(s\) — модуль перемещения, а \(\alpha\) — угол между силой и перемещением. Единица работы в СИ — джоуль: \(1\ \text{Дж}=1\ \text{Н}\cdot\text{м}\). Работа является скалярной величиной.
Ящик тянут горизонтально силой \(20\ \text{Н}\) на расстояние \(5\ \text{м}\), причём сила направлена вдоль движения. Тогда \(\alpha=0^\circ\), \(\cos 0^\circ=1\), поэтому \(A=20\cdot5\cdot1=100\ \text{Дж}\).
Работа и мощность — разные величины. Работа показывает, сколько энергии передано силой, а мощность — как быстро совершается работа. При \(\alpha=90^\circ\) работа равна нулю, даже если сила действует: например, сила тяжести при горизонтальном перемещении тела.
Какую работу совершает сила \(10\ \text{Н}\) при перемещении тела на \(3\ \text{м}\) в направлении, перпендикулярном силе?
Главное
- Работа силы: \(A=Fs\cos\alpha\).
- Работа положительна при остром угле, равна нулю при \(90^\circ\) и отрицательна при тупом угле.
- Единица работы — джоуль; работа связана с передачей энергии.