Praca mechaniczna jest wykonywana wtedy, gdy pod
działaniem siły ciało jest przesuwane na pewną odległość.

Praca jest większa, gdy wykonuje ją większa siła lub gdy przesunięcie (droga) jest większe.
Wzór na pracę (oznaczaną literą W) z rysunku:

Niech siła F działa na ciało pod kątem α do kierunku ruchu ciała:

Po rozłożeniu siły F na składowe okazało się, iż
pracę wykonuje tylko składowa F

X

. Z rysunku

Wykonana praca wynosi

Jednostką pracy w układzie SI jest dżul

Jeden dżul jest to praca wykonana siłą jednego
niutona na drodze jednego metra, przy czym
siła ta działa w kierunku przesuwania ciała.

Praca W wykonana przez stałą siłę F jest iloczynem skalarnym
tej siły F i wektora przesunięcia s.

UWAGI:

1. Ciało może przemieszczać się w kierunku innym niż działa siła.

1.

Praca jest skalarem.

1. Praca może być dodatnia lub ujemna.

1. Siły przyłożone do ciała nie zawsze wykonują pracę.

„Praca” bez pracy, czyli kiedy siła nie pracuje.

Kiedy siła działa na
nieruchome ciało,
nie wykonuje pracy.

Siła bez Ruchu

Kiedy ciało, jest przenoszone
ze stałą prędkością przez siłę,
która działa prostopadle do
kierunku ruchu, siła nie pracuje.

Siła prostopadła do Ruchu

Stała
prędkość

wykład 3

w trakcie podnoszenia ciała człowiek działa siłą F równą ciężarowi ale
przeciwnie skierowaną, więc "dodatnia"
praca W = mgh wykonana na drodze h przez siłę F (człowieka) jest
równa co do wartości "ujemnej" pracy wykonanej przez siłę

PRACA SIŁ CIĘŻKOŚCI

Praca wykonana przez siłę ciężkości m*g działającą na punkt
materialny o masie m, przy przejściu punktu z A

1

do A

2

.

Praca siły F na skończonym odcinku łuku A

1

A

2

:

Praca W nie zależy od kształtu toru po którym poruszał się punkt
materialny.

Praca wykonana przez zmieniającą się siłę

• Praca dla siły i przesunięcia w jednym

kierunku na odcinku x

• Praca na drodze od punktu x

i

do x

f

•

• W ogólnym przypadku, gdy siła i

przesunięcie nie mają tego samego

kierunku

N

x

x

x

i

f







x

F

W







F

x

x

i

x

f

x

F

x1

F

xN

x

F

x

F

x

F

W

xN

x

x















...

2

1

dx

x

N













f

i

x

x

x

dx

F

W

Pf

Pi

E

E

d

W

f

i











r

r

r

F

PRACA SIŁY ZMIENNEJ

F(x)

0

x

x

1

x

2

PRACA SIŁY STAŁEJ

Praca =

=

powierzchnia pod krzywą F(x).

 

dx

x

F

2

x

1

x



Praca siły sprężystości

Siła sprężystości jest
proporcjonalna do
odkształcenia

Współczynnik proporcjonalności (stała
sprężyny)

Praca to pole pod wykresem

Energia jest taką wielkością, która mówi nam czy i

ile ciało może wykonać pracy.



Jeżeli ciało A ma określoną energię to może przekazać

część lub całość tej energii ciału B.



Mówimy wtedy że ciało A wykonuje pracę nad ciałem B.



Wówczas energia ciała A zmniejsza się, a energia ciała B

rośnie. Niezależnie czy ciało B miało przedtem jakąś

energię mechaniczną czy nie zawsze możemy tę energię

zwiększyć.



Ale jeżeli ciało A nie posiada energii to nie może ona

wykonywać pracy nad innym ciałem.

Energia to zdolność do wykonania jakiejś

pracy

Jednostką pracy i energii jest w układzie SI dżul (J); 1J = 1N·m.

Rodzaje energii

•Energia kinetyczna
•Energia potencjalna
•Energia cieplna
•Energia elektryczna
•Energia chemiczna
•Energia jądrowa
•Energia światła
•Energia mechaniczna (np. sprężystości)

RODZAJE

RODZAJE

ENERGII

ENERGII

JĄDROWA

JĄDROWA

SŁONECZNA

SŁONECZNA

WIATRU

WIATRU

CHEMICZNA

CHEMICZNA

CIEPLNA

CIEPLNA

ELEKTRYCZNA

ELEKTRYCZNA

MECHANICZN

MECHANICZN

A

A

KINETYCZNA

KINETYCZNA

POTENCJALNA

POTENCJALNA

ODDZIAŁYWANI

ODDZIAŁYWANI

E

E

RUCH

RUCH

Układ izolowany od otoczenia to układ, do którego nie można
dostarczać energii ani odbierać.

Całkowita energia

E

układu izolowanego nie może się zmieniać.

Energia potencjalna

Energia kinetyczna

Suma energii kinetycznej i potencjalnej w układzie, na który nie
działają siły zewnętrzne i nie następuje w nim rozpraszanie energii
wskutek działania sił niezachowawczych, jest wielkością stałą.

Energia całkowita układu nie zmienia się:

Energia może być przekształcana z jednej formy w
drugą.

Energia

nie może być wytwarzana ani niszczona.

Energia kinetyczna

Połowę iloczynu masy ciała i kwadratu
prędkości nazywamy energią kinetyczną E

k

ciała o masie m.

Dla ruchu obrotowego

•Energia potencjalna grawitacji

Ten rodzaj energii mechanicznej mają ciała, które znajdują się na
pewnej wysokości

•Energia potencjalna sprężystości

Ten rodzaj energii mechanicznej posiadają takie ciała jak rozciągnięta
sprężyna

Energia potencjalna ciała to energia, która zależy od jego położenia
w stosunku do innych ciał.

W inercjalnym układzie odniesienia praca siły wypadkowej działającej
na ciało  jest równa zmianie energii kinetycznej  tego ciała 

Twierdzenie o równoważności pracy i energii kinetycznej

Jeżeli uwzględni się opory ośrodka

Praca siły czynnej działającej na ciało jest równa pracy zużytej na
pokonanie oporów ruchu i na przyrost energii kinetycznej
poruszającego się ciała

Przez moc w fizyce określamy wielkość która mówi nam ile
pracy zostało wykonane w jednostce czasu.

Moc jest zdefiniowana wzorem:

Jednostką mocy jest W (Wat).
1 wat to moc urządzenia która wykonuje pracę jednego
dżula
w ciągu jednej sekundy

W ruchu obrotowym:

Moc w ruchu obrotowym jest równa iloczynowi momentu
obrotowego i prędkości kątowej

Pęd jest to wektor będący iloczynem masy i prędkości. Jego kierunek
i zwrot są takie same jak kierunek i zwrot prędkości. Jednostką pędu
jest [kg

.

m/s]

Popęd zwany też impuls i popęd siły jest wektorową wielkością
fizyczną równą iloczynowi siły i czasu jej działania

Jednostką popędu jest niutonosekunda (N × s) - jest to popęd
(impuls) siły udzielony ciału przez działanie na nie w czasie 1s stałej
siły równej 1N.

Pęd i popęd- zasada zachowania pędu

Na ciało o masie m posiadające prędkość początkową v

1

działa

siła F, której zwrot jest zgodny ze zwrotem wektora prędkości
ciała. Pod działaniem tej siły prędkość ciała wzrasta do wartości
v

2

(ruch jednostajnie przyspieszony).

 

                       

popęd

Zmiana pędu

Popęd siły równy jest przyrostowi pędu masy ciała.