Teoreetiline põhiteave
mehaaniline töö
Mõiste alusel tutvustatakse liikumise energeetilised karakteristikud mehaaniline töö või jõutöö. Pideva jõuga tehtud töö F, on füüsikaline suurus, mis võrdub jõu ja nihke moodulite korrutisega, korrutatuna jõuvektorite vahelise nurga koosinusega F ja nihkumine S:
Töö on skalaarne suurus. See võib olla positiivne (0° ≤ α < 90°), так и отрицательна (90° < α ≤ 180°). Kell α = 90° jõu poolt tehtud töö on null. SI-süsteemis mõõdetakse tööd džaulides (J). Džaul on võrdne tööga, mis tehakse 1 njuutoni jõuga, et liikuda 1 meetri võrra jõu suunas.
Kui jõud aja jooksul muutub, koostavad nad töö leidmiseks graafiku jõu sõltuvusest nihkest ja leiavad graafiku all oleva joonise pindala - see on töö:
Näiteks jõust, mille moodul sõltub koordinaadist (nihkest), on vedru elastsusjõud, mis järgib Hooke'i seadust ( F extr = kx).
Võimsus
Tööd, mida jõud teeb ajaühikus, nimetatakse võimsus. Võimsus P(mõnikord nimetatakse seda N) on füüsikaline suurus, mis võrdub töö suhtega A ajavahemikule t mille jooksul see töö valmis sai:
See valem arvutab keskmine võimsus, st. protsessi üldiselt iseloomustav jõud. Seega võib tööd väljendada ka võimsusega: A = Pt(kui pole muidugi teada töö tegemise võimsust ja aega). Võimsuse ühikut nimetatakse vattideks (W) või 1 džauliks sekundis. Kui liikumine on ühtlane, siis:
Selle valemi abil saame arvutada kohene võimsus(toide sisse Sel hetkel aeg), kui kiiruse asemel asendame valemis hetkkiiruse väärtuse. Kuidas teada saada, millist jõudu lugeda? Kui ülesanne küsib jõudu teatud ajahetkel või ruumipunktis, siis loetakse see hetkeliseks. Kui küsite võimsuse kohta teatud ajaperioodi või teelõiku kohta, siis otsige keskmist võimsust.
Tõhusus – efektiivsustegur, võrdub kasuliku töö ja kulutatud kasuliku võimsuse suhtega:
See, milline töö on kasulik ja mida kulutatakse, määratakse konkreetse ülesande seisukorra järgi loogilise arutlemisega. Näiteks kui kraana teeb koormuse tõstmise töö teatud kõrgusele, siis on koorma tõstmise tööst kasu (kuna kraana on selle jaoks loodud) ja kraana elektrimootori tehtud töö kulub ära. .
Seega ei ole kasulikul ja kulutatud jõul ranget määratlust ja need leitakse loogilise arutluskäigu abil. Igas ülesandes peame ise kindlaks määrama, mis selles ülesandes oli töö tegemise eesmärk ( kasulikku tööd või võimsus) ja milline oli kogu töö tegemise mehhanism või meetod (kulutatud jõud või töö).
Üldjuhul näitab kasutegur, kui tõhusalt mehhanism üht energialiiki teiseks muundab. Kui võimsus ajas muutub, leitakse töö võimsuse ja aja graafiku all oleva joonise pindalana:
Kineetiline energia
Nimetatakse füüsikalist suurust, mis võrdub poolega keha massist ja selle kiiruse ruudust keha kineetiline energia (liikumise energia):
See tähendab, et kui 2000 kg massiga auto liigub kiirusega 10 m/s, siis on selle kineetiline energia võrdne E k \u003d 100 kJ ja on võimeline tegema tööd 100 kJ. See energia võib muutuda soojuseks (auto pidurdamisel kuumenevad rataste rehvid, tee ja pidurikettad) või kuluda auto ja kere deformeerimiseks, millega auto kokku põrkas (avarii korral). Kineetilise energia arvutamisel pole vahet, kus auto liigub, kuna energia, nagu ka töö, on skalaarne suurus.
Kehal on energiat, kui ta saab tööd teha. Näiteks liikuval kehal on kineetiline energia, s.t. liikumisenergiat ja on võimeline tegema tööd kehade deformeerimiseks või kiirenduse andmiseks kehadele, millega kokkupõrge toimub.
Kineetilise energia füüsiline tähendus: selleks, et keha puhkab massiga m hakkas kiirusega liikuma v on vaja teha tööd, mis on võrdne saadud kineetilise energia väärtusega. Kui kehamass m kiirusega liikudes v, siis selle peatamiseks on vaja teha tööd, mis on võrdne selle algse kineetilise energiaga. Pidurdamisel "võetakse" kineetiline energia peamiselt (v.a kokkupõrke korral, kui energiat kasutatakse deformatsiooniks) "ära" hõõrdejõud.
Kineetilise energia teoreem: resultantjõu töö on võrdne keha kineetilise energia muutusega:
Kineetilise energia teoreem kehtib ka üldjuhul, kui keha liigub muutuva jõu mõjul, mille suund ei ühti liikumissuunaga. Seda teoreemi on mugav rakendada keha kiirenduse ja aeglustamise ülesannetes.
Potentsiaalne energia
Koos kineetilise energiaga ehk liikumisenergiaga füüsikas oluline roll mängib kontseptsiooni potentsiaalne energia ehk kehade vastasmõju energia.
Potentsiaalse energia määrab kehade vastastikune asend (näiteks keha asend Maa pinna suhtes). Potentsiaalse energia mõiste saab kasutusele võtta ainult jõudude kohta, mille töö ei sõltu keha trajektoorist ja on määratud ainult alg- ja lõppasendiga (nn. konservatiivsed jõud). Selliste jõudude töö suletud trajektooril on null. Seda omadust omavad gravitatsioonijõud ja elastsusjõud. Nende jõudude jaoks saame kasutusele võtta potentsiaalse energia mõiste.
Keha potentsiaalne energia Maa gravitatsiooniväljas arvutatakse valemiga:
Keha potentsiaalse energia füüsiline tähendus: potentsiaalne energia on võrdne gravitatsioonijõu tööga keha langetamisel nulltasemele ( h on kaugus keha raskuskeskmest nulltasemeni). Kui kehal on potentsiaalne energia, siis on ta võimeline kõrgelt kukkudes tööd tegema h alla nulli. Gravitatsiooni töö on võrdne keha potentsiaalse energia muutusega vastupidise märgiga:
Tihti tuleb energiaülesannetes leida tööd, et keha tõsta (ümber pöörata, süvendist välja tulla). Kõigil neil juhtudel on vaja arvestada mitte keha enda, vaid ainult selle raskuskeskme liikumist.
Potentsiaalne energia Ep sõltub nulltaseme valikust, see tähendab OY telje lähtekoha valikust. Igas ülesandes valitakse mugavuse huvides nulltase. Füüsilist tähendust ei oma potentsiaalne energia ise, vaid selle muutumine keha liikumisel ühest asendist teise. See muudatus ei sõltu nulltaseme valikust.
Venitatud vedru potentsiaalne energia arvutatakse valemiga:
kus: k- vedru jäikus. Venitatud (või kokkusurutud) vedru on võimeline liikuma panema selle külge kinnitatud keha, st andma sellele kehale kineetilise energia. Seetõttu on sellisel vedrul energiavaru. Venitus või kokkusurumine X tuleb arvutada keha deformeerimata oleku järgi.
Elastselt deformeerunud keha potentsiaalne energia on võrdne elastsusjõu tööga üleminekul antud olekust nulldeformatsiooniga olekusse. Kui algolekus oli vedru juba deformeerunud ja selle pikenemine oli võrdne x 1 , seejärel üleminekul uude olekusse pikenemisega x 2, elastsusjõud teeb tööd, mis on võrdne potentsiaalse energia muutusega, võttes arvesse vastupidise märgiga (kuna elastsusjõud on alati suunatud keha deformatsioonile):
Potentsiaalne energia elastse deformatsiooni ajal on keha üksikute osade vastastikmõju energia elastsusjõudude toimel.
Hõõrdejõu töö sõltub läbitud vahemaast (sellist tüüpi jõudu, mille töö sõltub trajektoorist ja läbitud vahemaast, nimetatakse: hajutavad jõud). Hõõrdejõu potentsiaalse energia mõistet ei saa kasutusele võtta.
Tõhusus
Tõhususe tegur (COP)- süsteemi (seadme, masina) efektiivsuse tunnus seoses energia muundamise või ülekandega. Selle määrab ära kasutatud kasuliku energia suhe süsteemi vastuvõetud energia koguhulgasse (valem on juba eespool toodud).
Tõhusust saab arvutada nii töö kui ka võimsuse järgi. Kasuliku ja kulutatud töö (võimu) määrab alati lihtne loogiline arutluskäik.
Elektrimootorites on kasutegur tehtud (kasuliku) mehaanilise töö suhe elektrienergia saadud allikast. Soojusmasinates kasuliku mehaanilise töö suhe kulutatud soojushulgasse. AT elektritrafod- sekundaarmähises saadud elektromagnetilise energia suhe primaarmähises tarbitavasse energiasse.
Tänu oma üldistusele võimaldab tõhususe mõiste võrrelda ja hinnata ühtsest vaatepunktist selliseid erinevaid süsteeme nagu tuumareaktorid, elektrigeneraatorid ja -mootorid, soojuselektrijaamad, pooljuhtseadmed, bioloogilised objektid jne.
Hõõrdumisest, ümbritsevate kehade kuumenemisest jms tingitud vältimatutest energiakadudest. Tõhusus on alati väiksem kui ühtsus. Vastavalt sellele väljendatakse kasutegur kulutatud energia murdosa, st õige murdosa või protsendina, ja see on mõõtmeteta suurus. Tõhusus iseloomustab seda, kui tõhusalt masin või mehhanism töötab. Soojuselektrijaamade kasutegur ulatub 35-40%, ülelaadimise ja eeljahutusega sisepõlemismootorid - 40-50%, dünamo ja suure võimsusega generaatorid - 95%, trafod - 98%.
Ülesanne, mille puhul on vaja leida efektiivsus või see on teada, tuleb alustada loogilisest arutlusest – milline töö on kasulik ja mis kulub.
Mehaanilise energia jäävuse seadus
täis mehaaniline energia kineetilise energia (st liikumisenergia) ja potentsiaali (s.o kehade gravitatsiooni- ja elastsusjõudude vastasmõju energia) summat nimetatakse:
Kui mehaaniline energia ei lähe üle muudesse vormidesse, näiteks sise- (soojus)energiaks, siis jääb kineetilise ja potentsiaalse energia summa muutumatuks. Kui mehaaniline energia muundatakse soojusenergiaks, siis mehaanilise energia muutus võrdub hõõrdejõu või energiakadude tööga või eralduva soojushulgaga jne ehk teisisõnu mehaanilise energia koguenergia muutus on võrdne välisjõudude tööga:
Moodustavate kehade kineetilise ja potentsiaalse energia summa suletud süsteem(st selline, kus välised jõud ei toimi ja nende töö on vastavalt võrdne nulliga) ning üksteisega interakteeruvad gravitatsiooni- ja elastsusjõud jäävad muutumatuks:
See väide väljendab energia jäävuse seadus (LSE) mehaanilistes protsessides. See on Newtoni seaduste tagajärg. Mehaanilise energia jäävuse seadus on täidetud ainult siis, kui suletud süsteemis olevad kehad interakteeruvad üksteisega elastsus- ja gravitatsioonijõudude mõjul. Kõigis energia jäävuse seaduse probleemides on kehade süsteemil alati vähemalt kaks olekut. Seadus ütleb, et esimese oleku koguenergia on võrdne teise oleku koguenergiaga.
Algoritm energia jäävuse seaduse probleemide lahendamiseks:
- Leidke keha alg- ja lõppasendi punktid.
- Kirjutage üles, millised või millised energiad on kehal nendes punktides.
- Võrdlege keha alg- ja lõppenergia.
- Lisa muud vajalikud võrrandid eelmistest füüsikateemadest.
- Lahendage saadud võrrand või võrrandisüsteem matemaatilisi meetodeid kasutades.
Oluline on märkida, et mehaanilise energia jäävuse seadus võimaldas leida seose keha koordinaatide ja kiiruste vahel kahes erinevad punktid trajektoore ilma keha liikumisseadust kõigis vahepunktides analüüsimata. Mehaanilise energia jäävuse seaduse rakendamine võib paljude probleemide lahendamist oluliselt lihtsustada.
AT tegelikud tingimused peaaegu alati liikuvaid kehasid koos gravitatsiooni-, elastsusjõudude ja muude jõududega mõjutavad keskkonna hõõrdejõud või takistusjõud. Hõõrdejõu töö sõltub tee pikkusest.
Kui suletud süsteemi moodustavate kehade vahel mõjuvad hõõrdejõud, siis mehaaniline energia ei säili. Osa mehaanilisest energiast muundatakse sisemine energia kehad (küte). Seega energia tervikuna (st mitte ainult mehaaniline energia) säilib igal juhul.
Üheski füüsilises suhtluses energia ei teki ega kao. See muutub ainult ühest vormist teise. See eksperimentaalselt kindlaks tehtud fakt väljendab põhilist loodusseadust - energia jäävuse ja muundamise seadus.
Energia jäävuse ja muundamise seaduse üheks tagajärjeks on väide, et on võimatu luua "igiliikurit" (perpetuum mobile) – masinat, mis võiks teha tööd lõputult ilma energiat tarbimata.
Mitmesugused tööülesanded
Kui ülesandeks on leida mehaaniline töö, seejärel valige esmalt viis selle leidmiseks:
- Tööd leiate järgmise valemi abil: A = FS cos α . Leidke tööd tegev jõud ja keha nihke suurus selle jõu mõjul valitud võrdlusraamis. Pange tähele, et nurk tuleb valida jõu- ja nihkevektorite vahel.
- Välise jõu tööd võib leida mehaanilise energia erinevusena lõpp- ja lähteolukorras. Mehaaniline energia on võrdne keha kineetilise ja potentsiaalse energia summaga.
- Konstantsel kiirusel keha tõstmiseks tehtud töö saab leida valemiga: A = mgh, kus h- kõrgus, milleni see tõuseb keha raskuskese.
- Töö võib leida kui jõu ja aja korrutist, s.t. valemi järgi: A = Pt.
- Töö võib leida figuuri pindalana jõu ja nihke või võimsuse ja aja graafiku all.
Energia jäävuse seadus ja pöörleva liikumise dünaamika
Selle teema ülesanded on matemaatiliselt üsna keerulised, kuid lähenemist tundes lahendatakse need täiesti standardse algoritmi järgi. Kõigi probleemide puhul peate arvestama keha pöörlemisega vertikaaltasandil. Lahendus taandatakse järgmisele toimingute jadale:
- On vaja kindlaks määrata teile huvipakkuv punkt (punkt, kus on vaja määrata keha kiirus, niidi pinge jõud, kaal jne).
- Kirjutage siinkohal üles Newtoni teine seadus, arvestades, et keha pöörleb, see tähendab, et sellel on tsentripetaalne kiirendus.
- Kirjutage üles mehaanilise energia jäävuse seadus nii, et see sisaldaks keha kiirust selles väga huvitavas punktis, samuti keha oleku tunnuseid mõnes olekus, mille kohta midagi on teada.
- Olenevalt tingimusest väljendage kiirus ruudus ühest võrrandist ja asendage see teisega.
- Tehke muu vajalik matemaatilised tehted lõpptulemuse saamiseks.
Probleemide lahendamisel pidage meeles, et:
- Ülemise punkti läbimise tingimus keermetel minimaalse kiirusega pöörlemise ajal on toe reaktsioonijõud N sisse ülemine punkt on võrdne 0-ga. Sama tingimus on täidetud surnud ahela ülemise punkti läbimisel.
- Vardal pöörlemisel on kogu ringi läbimise tingimus: minimaalne kiirus ülemises punktis on 0.
- Keha kera pinnast eraldumise tingimus on, et toe reaktsioonijõud eralduspunktis on null.
Ebaelastsed kokkupõrked
Mehaanilise energia jäävuse seadus ja impulsi jäävuse seadus võimaldavad leida lahendusi mehaanilistele probleemidele juhtudel, kui mõjuvad jõud on teadmata. Selliste probleemide näide on kehade mõju vastastikmõju.
Kokkupõrge (või kokkupõrge) Tavapärane on nimetada kehade lühiajalist vastasmõju, mille tulemusena nende kiirused kogevad olulisi muutusi. Kehade kokkupõrke ajal mõjuvad nende vahel lühiajalised löögijõud, mille suurus on reeglina teadmata. Seetõttu on Newtoni seaduste abil võimatu mõju interaktsiooni otseselt käsitleda. Energia ja impulsi jäävuse seaduste rakendamine võimaldab paljudel juhtudel jätta vaatluse alt välja kokkupõrkeprotsessi ja saada seose kehade kiiruste vahel enne ja pärast kokkupõrget, jättes kõik mööda. vahepealsed väärtused need kogused.
Tihti tuleb igapäevaelus, tehnoloogias ja füüsikas (eriti aatomi ja elementaarosakeste füüsikas) tegeleda kehade mõjulise vastasmõjuga. Mehaanikas kasutatakse sageli kahte löögi interaktsiooni mudelit - absoluutselt elastsed ja absoluutselt mitteelastsed löögid.
Absoluutselt mitteelastne mõju Nimetatakse sellist põrutusinteraktsiooni, kus kehad on omavahel ühendatud (kleepuvad kokku) ja liiguvad edasi ühe kehana.
Täiesti mitteelastse löögi korral mehaaniline energia ei säili. See läheb osaliselt või täielikult üle kehade siseenergiasse (kuumutamine). Mõjude kirjeldamiseks peate eralduvat soojust arvesse võttes üles kirjutama nii impulsi jäävuse seaduse kui ka mehaanilise energia jäävuse seaduse (väga soovitav on kõigepealt joonistada).
Absoluutselt elastne löök
Absoluutselt elastne löök nimetatakse kokkupõrkeks, mille käigus säilib kehade süsteemi mehaaniline energia. Paljudel juhtudel järgivad aatomite, molekulide ja elementaarosakeste kokkupõrked absoluutselt elastse löögi seadusi. Absoluutselt elastse löögiga koos impulsi jäävuse seadusega täidetakse mehaanilise energia jäävuse seadus. Täiesti elastse kokkupõrke lihtne näide oleks kahe piljardipalli keskne kokkupõrge, millest üks oli enne kokkupõrget puhkeasendis.
keskpunkt palle nimetatakse kokkupõrkeks, mille puhul pallide kiirused enne ja pärast kokkupõrget on suunatud piki tsentrite joont. Seega on mehaanilise energia ja impulsi jäävuse seadusi kasutades võimalik määrata kuulide kiirused pärast kokkupõrget, kui on teada nende kiirused enne kokkupõrget. Keskne mõju realiseerub praktikas väga harva, eriti kui tegemist on aatomite või molekulide kokkupõrgetega. Mittetsentraalse elastse kokkupõrke korral ei ole osakeste (pallide) kiirused enne ja pärast kokkupõrget suunatud samale sirgjoonele.
Mittetsentraalse elastse löögi erijuhtum on kahe sama massiga piljardikuuli kokkupõrge, millest üks oli enne kokkupõrget liikumatu ja teise kiirus ei olnud suunatud piki kuulide keskpunktide joont. Sel juhul on kuulide kiirusvektorid pärast elastset kokkupõrget alati suunatud üksteisega risti.
Looduskaitseseadused. Rasked ülesanded
Mitu keha
Mõnes energia jäävuse seaduse ülesandes võivad kaablid, millega mõned objektid liiguvad, omada massi (st mitte olla kaalutud, nagu olete juba harjunud). Sellisel juhul tuleb arvestada ka selliste kaablite liigutamise tööga (nimelt nende raskuskeskmetega).
Kui kaks kaaluta vardaga ühendatud keha pöörlevad vertikaalsel tasapinnal, siis:
- valida potentsiaalse energia arvutamiseks nulltase, näiteks pöörlemistelje tasemel või madalaima punkti tasemel, kus üks koormustest asub, ja teha joonis;
- on kirjutatud mehaanilise energia jäävuse seadus, mille vasakule küljele on kirjutatud mõlema keha kineetilise ja potentsiaalse energia summa lähteolukorras ning mõlema keha kineetilise ja potentsiaalse energia summa lõppolukorras. on kirjutatud paremale küljele;
- arvestada, et kehade nurkkiirused on samad, siis on kehade joonkiirused võrdelised pöörderaadiustega;
- vajadusel kirjutage Newtoni teine seadus iga keha jaoks eraldi.
Mürsu lõhkemine
Mürsu plahvatuse korral eraldub plahvatusohtlik energia. Selle energia leidmiseks on vaja plahvatuse järgsete kildude mehaaniliste energiate summast lahutada mürsu mehaaniline energia enne plahvatust. Kasutame ka impulsi jäävuse seadust, mis on kirjutatud koosinusteoreemi kujul (vektormeetod) või projektsioonide kujul valitud telgedele.
Kokkupõrked raske plaadiga
Lase raske plaadi poole, mis liigub kiirusega v, liigub kerge massipall m kiirusega u n. Kuna kuuli impulss on palju väiksem kui plaadi impulss, ei muutu plaadi kiirus pärast kokkupõrget ning see jätkab liikumist sama kiirusega ja samas suunas. Elastse löögi tagajärjel lendab pall plaadilt maha. Siin on oluline seda mõista palli kiirus plaadi suhtes ei muutu. Sel juhul saame palli lõppkiiruse jaoks:
Seega suureneb palli kiirus pärast kokkupõrget kaks korda seina kiirusest. Sarnane argument juhuks, kui pall ja plaat liikusid enne kokkupõrget samas suunas, viib selleni, et kuuli kiirus väheneb kaks korda seina kiirusest:
Füüsikas ja matemaatikas peavad muu hulgas olema täidetud kolm olulist tingimust:
- Uurige kõiki teemasid ja täitke kõik selle saidi õppematerjalides antud testid ja ülesanded. Selleks pole vaja midagi, nimelt: pühendada iga päev kolm kuni neli tundi füüsika ja matemaatika CT-ks valmistumisele, teooria õppimisele ja ülesannete lahendamisele. Fakt on see, et CT on eksam, kus ei piisa ainult füüsika või matemaatika tundmisest, vaid tuleb osata ka kiiresti ja tõrgeteta lahendada suur hulkülesanded erinevaid teemasid ja erineva keerukusega. Viimast saab õppida vaid tuhandeid probleeme lahendades.
- Õppige füüsikas kõiki valemeid ja seadusi ning matemaatikas valemeid ja meetodeid. Tegelikult on seda ka väga lihtne teha, füüsikas on ainult umbes 200 vajalikku valemit ja matemaatikas isegi veidi vähem. Kõigis neis õppeainetes on probleemide lahendamiseks kümmekond standardmeetodit. algtase raskusi, mida saab ka õppida ning seega täiesti automaatselt ja raskusteta enamiku digitransformatsioonist õigel ajal lahendada. Pärast seda peate mõtlema ainult kõige raskematele ülesannetele.
- Osalege füüsika ja matemaatika proovikatsete kõigis kolmes etapis. Mõlema võimaluse lahendamiseks saab iga RT-d külastada kaks korda. Jällegi, CT-l on lisaks oskusele kiiresti ja tõhusalt probleeme lahendada ning valemite ja meetodite tundmisele vaja osata õigesti aega planeerida, jõudu jaotada ja mis kõige tähtsam - vastusevorm õigesti täita. , ajamata segi ei vastuste ja ülesannete numbreid ega oma nime. Samuti on RT ajal oluline harjuda ülesannetes küsimuste esitamise stiiliga, mis võib DT-s ettevalmistamata inimesele tunduda väga harjumatu.
Nende kolme punkti edukas, hoolas ja vastutustundlik rakendamine võimaldab teil näidata CT-s suurepärast tulemust, maksimaalset, milleks olete võimeline.
Kas leidsite vea?
Kui arvate, et olete leidnud vea koolitusmaterjalid, siis kirjuta sellest palun posti teel. Samuti saate teatada veast sotsiaalvõrgustik(). Kirjas märkige õppeaine (füüsika või matemaatika), teema või testi nimetus või number, ülesande number või koht tekstis (leheküljel), kus teie arvates on viga. Samuti kirjeldage, mis on väidetav viga. Teie kiri ei jää märkamata, viga kas parandatakse või teile selgitatakse, miks see viga pole.
Peaaegu kõik vastavad kõhklemata: teises. Ja nad eksivad. Juhtum on just vastupidine. Füüsikas kirjeldatakse mehaanilist tööd järgmised määratlused: mehaaniline töö toimub siis, kui kehale mõjub jõud ja see liigub. Mehaaniline töö on otseselt võrdeline rakendatava jõu ja läbitud vahemaaga.
Mehaaniline töö valem
Mehaaniline töö määratakse järgmise valemiga:
kus A on töö, F on jõud, s on läbitud vahemaa.
POTENTSIAALNE(potentsiaalne funktsioon), mõiste, mis iseloomustab laia klassi füüsikalisi jõuvälju (elektriline, gravitatsiooniline jne) ja välju üldiselt füüsikalised kogused, mida kujutavad vektorid (vedeliku kiiruse väli jne). Üldjuhul vektorvälja potentsiaal a( x,y,z) on selline skalaarfunktsioon u(x,y,z), et a=grad
35. Juhid elektriväljas. Elektriline võimsus.juhid elektriväljas. Dirigendid on ained, mida iseloomustab suur hulk vabu laengukandjaid, mis võivad liikuda elektrivälja mõjul. Juhtide hulka kuuluvad metallid, elektrolüüdid, kivisüsi. Metallides on vabade laengute kandjateks aatomite väliskesta elektronid, mis aatomite vastasmõjul kaotavad täielikult sidemed “oma” aatomitega ja muutuvad kogu juhi kui terviku omandiks. Vabad elektronid on kaasatud termiline liikumine nagu gaasimolekulid ja võivad liikuda läbi metalli igas suunas. Elektriline võimsus- juhi omadus, selle võime mõõta elektrilaengut. Teoorias elektriahelad mahtuvus on kahe juhi vastastikune mahtuvus; elektriahela mahtuvusliku elemendi parameeter, mis on esitatud kahe terminali võrgu kujul. See võimsus on määratletud kui suurusjärgu suhe elektrilaeng nende juhtide potentsiaalide erinevusele
36. Lamekondensaatori mahtuvus.
Lamekondensaatori mahtuvus.
See. lamekondensaatori mahtuvus sõltub ainult selle suurusest, kujust ja dielektrilisest konstandist. Suure võimsusega kondensaatori loomiseks on vaja suurendada plaatide pindala ja vähendada dielektrilise kihi paksust.
37. Voolude magnetiline vastastikmõju vaakumis. Ampere'i seadus.Ampere'i seadus. Aastal 1820 kehtestas Ampère (prantsuse teadlane (1775-1836)) eksperimentaalselt seaduse, mille järgi saab arvutada vooluga pikkusele juhielemendile mõjuv jõud.
kus on magnetinduktsiooni vektor, on voolu suunas tõmmatud juhi pikkuselemendi vektor.
Jõumoodul , kus on nurk juhi voolu suuna ja magnetvälja suuna vahel. Sirgele juhile, mille vool on ühtlases väljas
Toimiva jõu suunda saab määrata kasutades vasaku käe reeglid:
Kui vasaku käe peopesa on paigutatud nii, et tavaline (praegune) komponent magnetväli sisenes peopessa ja neli väljasirutatud sõrme on suunatud piki voolu, siis pöial näitab suunda, milles Ampere jõud toimib.
38. Magnetvälja tugevus. Biot-Savart-Laplace'i seadusMagnetvälja tugevus(standardne tähistus H ) - vektor füüsiline kogus, võrdne vektori erinevusega magnetiline induktsioon B ja magnetiseerimisvektor J .
AT Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI): 
kus- magnetiline konstant.
BSL seadus. Seadus, mis määrab üksiku vooluelemendi magnetvälja 
39. Biot-Savart-Laplace'i seaduse rakendused. Alalisvooluvälja jaoks
Ringikujulise silmuse jaoks.
Ja solenoidi jaoks
40. Magnetvälja induktsioon Magnetvälja iseloomustab vektorsuurus, mida nimetatakse magnetvälja induktsiooniks (vektori suurus, mis on magnetväljale iseloomulik jõud antud ruumipunktis). MI. (B) see ei ole juhtidele mõjuv jõud, see on suurus, mis leitakse antud jõu kaudu järgmise valemi järgi: B \u003d F / (I * l) (Sõnaliselt: MI vektori moodul. (B) on võrdne jõumooduli F suhtega, millega magnetväli mõjub magnetjoontega risti asetsevale voolu juhtivale juhile, voolutugevuse suhtega juhis I ja juhi pikkusesse l. Magnetiline induktsioon sõltub ainult magnetväljast. Sellega seoses võib induktsiooni pidada magnetvälja kvantitatiivseks tunnuseks. See määrab, millise jõuga (Lorentzi jõud) mõjutab magnetväli kiirusega liikuvale laengule. 
MI mõõdetakse Teslas (1 T). Sel juhul 1 Tl \u003d 1 N / (A * m). MI-l on suund. Graafiliselt saab seda joonistada joontena. Ühtlases magnetväljas on MI-d paralleelsed ja MI-vektor suunatakse kõigis punktides ühtemoodi. Ebaühtlase magnetvälja korral, näiteks vooluga juhi ümber olev väli, muutub magnetinduktsiooni vektor igas ruumipunktis juhtme ümber ja selle vektori puutujad loovad ümber juhi kontsentrilised ringid.
41. Osakese liikumine magnetväljas. Lorentzi jõud. a) - Kui osake lendab ühtlase magnetvälja piirkonda ja vektor V on vektoriga B risti, siis liigub ta mööda ringi raadiusega R=mV/qB, kuna Lorentzi jõud Fl=mV^2 /R mängib tsentripetaalse jõu rolli. Pöörlemisperiood on T=2piR/V=2pim/qB ja see ei sõltu osakese kiirusest (see kehtib ainult V puhul<<скорости света) - Если угол между векторами V и B не равен 0 и 90 градусов, то частица в однородном магнитном поле движется по винтовой линии. - Если вектор V параллелен B, то частица движется по прямой линии (Fл=0). б) Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.
L. jõud määratakse seosega: Fl = q V B sina (q on liikuva laengu suurus; V on selle kiiruse moodul; B on magnetvälja induktsioonivektori moodul; alfa on nurk laengu vahel; vektor V ja vektor B) Lorentzi jõud on kiirusega risti ja seetõttu ei tööta, ei muuda laengu kiiruse moodulit ja selle kineetilist energiat. Kuid kiiruse suund muutub pidevalt. Lorentzi jõud on risti vektoritega B ja v ning selle suund määratakse sama vasaku käe reegli abil, mis ampère'i jõu suund: kui vasak käsi on paigutatud nii, et magnetilise induktsiooni komponent B on risti laengu kiirus, siseneb peopessa ja neli sõrme on suunatud mööda positiivse laengu liikumist (negatiivse liikumise vastu), siis 90 kraadi painutatud pöial näitab laengule F l mõjuva Lorentzi jõu suunda. 
Iga keha, mis liigub, võib kirjeldada kui tööd. Teisisõnu iseloomustab see jõudude tegevust.
Töö on määratletud järgmiselt:
Jõumooduli ja keha läbitud teekonna korrutis jõu ja liikumise suuna vahelise nurga koosinusega.
Tööd mõõdetakse džaulides:
1 [J] = = [kg* m2/s2]
Näiteks keha A on jõu mõjul 5 N läbinud 10 m. Määrake keha tehtud töö.
Kuna liikumise suund ja jõu mõju on samad, on jõuvektori ja nihkevektori vaheline nurk 0°. Valem on lihtsustatud, kuna nurga koosinus 0° juures on 1.
Asendades valemis esialgsed parameetrid, leiame:
A = 15 J.
Mõelge veel ühele näitele: 2 kg massiga keha, mis liigub kiirendusega 6 m / s2, läbis 10 m. Määrake keha tehtud töö, kui see liigub ülespoole mööda kaldtasapinda 60 ° nurga all.
Alustuseks arvutame välja, millist jõudu tuleb rakendada, et teavitada keha kiirendusest 6 m / s2.
F = 2 kg * 6 m/s2 = 12 H.
Jõu 12H mõjul läbis keha 10 m. Töö saab arvutada juba tuntud valemi abil:
Kus a on 30 °. Asendades algandmed valemisse, saame:
A = 103,2 J.
Võimsus
Paljud mehhanismide masinad teevad sama tööd erineva aja jooksul. Nende võrdlemiseks tutvustatakse võimu mõistet.
Võimsus on väärtus, mis näitab ajaühikus tehtud töö mahtu.
Võimsust mõõdetakse Šoti inseneri James Watti järgi vattides.
1 [vatt] = 1 [J/s].
Näiteks tõstis suur kraana 10 tonni kaaluva koorma 30 m kõrgusele 1 minutiga. Väike kraana tõstis 1 minutiga samale kõrgusele 2 tonni telliseid. Võrrelge kraana võimsusi.
Määratlege kraanade poolt tehtavad tööd. Koormus tõuseb 30 m võrra, ületades samal ajal raskusjõu, mistõttu koormuse tõstmisele kuluv jõud on võrdne Maa ja koormuse vastastikuse jõuga (F = m * g). Ja töö on jõudude ja kauba läbitud vahemaa, see tähendab kõrguse, korrutis.
Suure kraana puhul A1 = 10 000 kg * 30 m * 10 m / s2 = 3 000 000 J ja väikese kraana puhul A2 = 2 000 kg * 30 m * 10 m / s2 = 600 000 J.
Võimsust saab arvutada jagades töö ajaga. Mõlemad kraanad tõstsid koorma 1 min (60 sek).
Siit:
N1 = 3 000 000 J/60 s = 50 000 W = 50 kW.
N2 = 600 000 J / 60 s = 10 000 W = 10 kW.
Ülaltoodud andmetest on selgelt näha, et esimene kraana on 5 korda võimsam kui teine.
Mehaanika üks olulisemaid mõisteid tööjõudu .
Sunnitööd
Kõik füüsilised kehad meid ümbritsevas maailmas on sunnitud. Kui ühest või mitmest kehast lähtuv jõud või mitu jõudu mõjutavad samas või vastassuunas liikuvat keha, siis öeldakse, et töö on tehtud .
St mehaanilist tööd teeb kehale mõjuv jõud. Seega paneb elektriveduri tõmbejõud kogu rongi liikuma, tehes seeläbi mehaanilist tööd. Jalgratast liigutab edasi jalgratturi jalgade lihasjõud. Seetõttu teeb see jõud ka mehaanilist tööd.
Füüsikas jõutöö nimetatakse füüsikaliseks suuruseks, mis on võrdne jõumooduli, jõu rakenduspunkti nihkemooduli ning jõu ja nihke vektorite vahelise nurga koosinuse korrutisega.
A = F s cos (F, s) ,
kus F jõumoodul,
s- liikumismoodul .
Tööd tehakse alati siis, kui jõutuulte ja nihke nurk ei ole võrdne nulliga. Kui jõud toimib liikumissuunale vastupidises suunas, on töö maht negatiivne.
Tööd ei tehta, kui kehale ei avalda jõudu või kui rakendatava jõu ja liikumissuuna vaheline nurk on 90 o (cos 90 o \u003d 0).
Kui hobune tõmbab vankrit, siis teeb töö ära hobuse lihasjõud ehk vankri suunas suunatud tõmbejõud. Ja gravitatsioonijõud, millega juht kärule vajutab, ei tööta, kuna see on suunatud allapoole, risti liikumissuunaga.
Jõu töö on skalaarsuurus.
SI tööühik - džaul. 1 džaul on töö, mis tehakse 1 njuutoni suuruse jõuga 1 m kaugusel, kui jõu suund ja nihe on samad.
Kui kehale või materiaalsele punktile mõjub mitu jõudu, siis räägivad nad tööst, mida nende resultantjõud teeb.
Kui rakendatav jõud ei ole konstantne, arvutatakse selle töö integraalina:
Võimsus
Jõud, mis paneb keha liikuma, teeb mehaanilist tööd. Kuid kuidas seda tööd kiiresti või aeglaselt tehakse, on praktikas mõnikord väga oluline teada. Sama tööd saab ju teha erinevatel aegadel. Töö, mida teeb suur elektrimootor, saab teha väikese mootoriga. Kuid selleks kulub tal palju kauem aega.
Mehaanikas on suurus, mis iseloomustab töö kiirust. Seda väärtust nimetatakse võimsus.
Võimsus on teatud aja jooksul tehtud töö suhe selle perioodi väärtusesse.
N= A /∆ t
Definitsiooni järgi A = F s cos α , a s/∆ t = v , Järelikult
N= F v cos α = F v ,
kus F - tugevus, v kiirus, α on nurk jõu suuna ja kiiruse suuna vahel.
See on võimsus - on keha jõuvektori ja kiirusvektori skalaarkorrutis.
Rahvusvahelises SI-süsteemis mõõdetakse võimsust vattides (W).
1 vati võimsus on 1 džauli (J) töö, mis tehakse 1 sekundiga.
Võimsust saab suurendada, suurendades tööd tegevat jõudu või selle töö tegemise kiirust.