Работа совершается в природе всегда, когда какое-либо тело в направлении его движения или против него действует сила (или несколько сил) со стороны другого тела (других тел).
Работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и на косинус угла между ними.
А= F·S·соs, где А – работа, (Дж); F – сила, (Н); S- перемещение, (м).
Если угол
равен между векторами F и S равен 900, то А= F·S.
Работа силы – это величина, равная произведению силы, приложенной к телу на величину перемещения. Работа силы – скалярная величина. Она может быть положительной, отрицательной или равна нулю. Знак работы определяется знаком косинуса угла между силой и перемещением. Если < 900, то А>0, тогда как косинус острых углов положителен. При
>900 работа отрицательна, т.к. косинус тупых углов отрицателен. При
=900(сила перпендикулярна перемещению) работа не совершается. В СИ работа измеряется в джоулях (Дж). 1Дж = 1Н·м. Итак, джоуль – это работа, совершаемая силой 1Н на перемещении 1м, если направленная сила и перемещения совпадают.
Энергия характеризует способность тела (или система тел) совершать работу.
Различают два вида механической энергии – кинетическая Ек и потенциальная Еп.
Обратим внимание, что у работы и энергии одинаковые единицы измерения. Это означает, что работа может переходить в энергию. Например, для того, чтобы тело поднять на некоторую высоту, тогда оно будет обладать потенциальной энергией, необходима сила, которая совершит эту работу. Работа силы по поднятию перейдет в потенциальную энергию.
Полная механическая энергия замкнутой системы тел равна сумме потенциальной и кинетической энергий системы: Е = Ек +Еп.
Закон сохранения механической энергии гласит: В изолированно системе, в которой действуют консервативные силы, механическая энергия сохраняется: Е = Ек +Еп = const.
Энергия не создается и не уничтожается, а только превращается из одной формы в другую: из кинетической в потенциальную и наоборот. Учитывая значение Ек и Еп, закон сохранения механической
В состоянии 2 тело обладает кинетической энергией (так как уже развило скорость), но при этом потенциальная энергия уменьшилась, так как h2 меньше h1. Часть потенциальной энергии перешло в кинетическую.
Состояние 3 — это состояние перед самой остановкой. Тело как бы только-только дотронулось до земли, при этом скорость максимальная. Тело обладает максимальной кинетической энергией. Потенциальная энергия равна нулю (тело находится на Земле).
Полные механические энергии равны между собой , если пренебрегать силой сопротивления воздуха.