Когда сила, приложенная к телу, больше силы сопротивления, то результирующая сила приводит тело в движение. Движущееся тело обладает кинетической энергией.
Работа по ускорению тела тратится на увеличение его скорости, т.е. увеличение кинетической энергии:
K = 1/2(mV2)
| Кинетическая энергия тела прямо пропорциональна его массе и скорости — кинетическая энергия тем больше, чем выше скорость и больше масса тела. |
Как связана кинетическая энергия и работа?
Связь между силой и ускорением: F = ma
Работа силы при перемещении тела: W = F·s·cosΘ
Если приложенная сила и направление перемещения совпадают: (Θ = 0°): W = F·s = m·a·s
Из законов прямолинейного движения:
V22 — V12 = 2as
a = (V22 — V12)/2s
W = m·a·s = m·s·(V22 — V12)/2s = m·(V22 — V12)/2 = 1/2(mV22) — 1/2(mV12) = K2 — K1
| Работа — это разность кинетических энергий тела в начальной и конечной точке |
ПРИМЕР:
Какая кинетическая энергия будет у теннисного мяча весом 0,05 кг при подаче Рафаэля Надаля, если тот придаст мячу начальную скорость 60 м/с (216 км/ч)?
K = 1/2·0,05·602 = 90 Дж
| Мощность — это скорость выполнения работы за единицу времени P = W/t (Дж/с) или (Вт) |
Если с течением времени скорость выполнения работы меняется, то говорят о средней мощности — отношении всей выполненной работы за все время.
Мощность является скалярной величиной!
Кроме ватта, для измерения мощности часто используют (особенно в автомобильной промышленности) лошадиные силы (л.с.): 1 л.с. = 745,7 Вт
| Мощность равна произведению скорости и силы P = FV (H·м/с) или (Вт) |
