Ускорение при криволинейном движении материальной точки Законы Ньютона

Лекции по физике. Механика, динамика, колебания Молекулярная физика и термодинамика

Механическая работа и мощность

Если на тело действует сила, то эта сила совершает работу по перемещению этого тела. Прежде чем дать определение работе при криволинейном движении мате­риальной точки, рассмотрим частные случаи:

Сила постоянная , движение прямолинейное.

 В этом случае механиче­ская работа A равна:

A = F s cos=,

или A = Fcos× s = FS × s ,

где FS – проекция силы  на перемеще­ние. В данном случае Fs=const, и геометрический смысл работы A – это площадь прямо­угольника, построенного в координатах FS, , s .

Движение прямолинейное, сила переменная, т.е. FSconst.

Построим график проекции силы на направление перемещения FS как функции перемещения s. Полное перемещение представим как сумму n малых перемещений . Для ма­лого i -ого перемещения  работа равна  или площади заштрихованной трапеции на рисунке.

Полная механическая работа по перемещению из точки 1 в точку 2 будет равна:

.

Величина, стоящая под интегралом будет представлять элементарную работу по бесконечно малому перемещению :

 ­– элементарная работа.

Движение криволинейное, сила  переменная.

Разбиваем траекторию движения материальной точки на бесконечно малые перемещения  и работу силы  по перемещению материальной точки из точки 1 в точку 2 определяем как криволинейный интеграл:

 – работа при криволинейном движении.

Классическая механика изучает движение макроскопических тел, совершаемых со скоростями, малыми по сравнению со скоростью света в вакууме. Законы классической механики были сформулированы И. Ньютоном в 1687 году, но не утратили своего значения в наши дни. Движение частиц со скоростями порядка скорости света рассматривается в релятивистской механике, основанной на специальной теории относительности, а движения микрочастиц изучается в квантовой механике. Это значит, что законы классической механики имеют определенные границы применения.
Закон сохранения механической энергии