Робота сили і її потужність

При рухах людини сили, прикладені до його тіла на деякому шляху, здійснюють роботу і змінюють положення і швидкість \ ланок тіла, що змінює його енергію. Робота характеризує процес, при якому змінюється енергія системи. Енергія ж характеризує стан системи, що змінюється внаслідок роботи. Енергетичні характеристики показують, як змінюються види енергії при рухах, і протікає сам процес зміни енергії.

Робота сили - це міра дії сили на тіло при деякому його переміщенні під дією цієї сили.

Робота змінної сили в поступальному русі на кінцевому шляху дорівнює певному інтегралу від елементарної роботи сили на шляху її застосування:

де Fv - проекція сили F на напрямок швидкості v. Так як сили в рухах людини зазвичай змінні, а руху точок тіла криволінійних, робота сили являє собою суму елементарних робіт.

Якщо сила спрямована в бік руху (або під гострим кутом до його напрямку), то вона здійснює позитивну роботу, збіль-лічівая енергію тіла, що рухається. Коли ж сила спрямована на-зустріч руху (або під тупим кутом до його напрямку), то робота сили негативна і енергія рухомого тіла зменшується,

Робота сили тяжіння тіла дорівнює добутку його ваги на різницю висот (h) початкового і кінцевого положень:

При опусканні тіла робота сили тяжіння позитивна, при під-Німанн - негативна.

Робота сили пружності при подовженні пружного тіла (дельта l) з коефіцієнтом жорсткості тіла (С) має вираз:

Робота сили тертя при притискає силі (сила нормального тиску - N), коефіцієнті тертя k на переміщенні (дельта s) дорівнює:

Як видно, робота сили тяжіння і сили пружності не залежить від форми траєкторії тіла; робота ж сили тертя залежить від довжини шляху, стало бути, і від форми траєкторії.

При обертальному русі робота сили на кінцевому шляху залежить від моменту сили і кутового переміщення:

При енергетичних розрахунках для оцінки ролі сили визначають потужність сили, що характеризує важливу сторону її ефекту - швидкість здійснення роботи.

Потужність сили - це міра швидкості збільшення роботи сили. Потужність сили в даний момент часу дорівнює похідній за часом від роботи:

де N - потужність, dA - елементарна робота, F - сила, вдосконалення-шує роботу.

Ефективність докладання зусиль в механіці визначають по коеф-фициент корисної дії (ККД) - відношенню корисної роботи (Ап) до всієї витраченої роботі (А) рушійних сил:

Чим більше к.к.д. (# 951;), тим ефективніше рух.

Таким чином, поняття роботи являє собою міру зовнішніх впливів, прикладених до тіла на певному шляху, що викликають зміни механічного стану тіла.