Бывает ли работа отрицательной

Опубликовано: 17.09.2024

Механическая работа – это одна из основных скалярных величин в физике. В рамках стандартной школьной программы она изучается в седьмом классе в разделе механики. Механическая работа – один из способов изменения внутренней энергии тела или субстанции (например, газа или жидкости) наряду с такими формами теплопередачи, как теплопроводность, конвекция и излучение, которые изучаются в разделе тепловых явлений.

Что такое работа в физике – определение и формула

Механическая работа – это количество энергии, которое нужно затратить для того, чтобы тело начало равномерно замедляющееся движение и прошло некоторую дистанцию.

В физике механической работой называется произведение силы, которая действует на некоторое тело, на расстояние, которое оно проходит под ее воздействием:

В более сложных случаях в формуле появляется и третья величина – косинус угла, под которым друг к другу расположены векторы движения и приложенной силы. Найти ее значение можно по формуле:

A = F * S * cosA

В чем измеряется работа

Физические единицы, в которых выражается механическая работа, – Джоули.

Существуют разные способы для ее практического измерения, которые зависят от типа произведенного движения. При этом в формулу работы подставляют значение силы в Ньютонах и расстояния в метрах. Угол между векторами измеряют в математических единицах – градусах.

Работа силы трения

При условиях, существующих на Земле, на любое движущееся тело оказывает воздействие сила трения, замедляющая его движение. Чаще всего это трение поверхности, по которой движется объект. Это очевидно из того факта, что при воздействии постоянной силы на тело его скорость окажется переменной.

Следовательно, должна быть и другая сила, противодействующая ей – и это сила трения. Если система координат выбрана по направлению движения тела, то ее числовое значение будет отрицательным.

Положительная и отрицательная работа

Числовое значение работы, которую совершает сила, может становиться отрицательным в случае если ее вектор противоположен вектору скорости.

Иными словами, сила может не только придавать телу скорость для совершения движения, но и препятствовать уже совершаемому перемещению. В таком случае она будет называться противодействующей.

Полезная или затраченная работа

У тела, совершающего одно и то же действие, есть два значения работы. Первая из них, полезная, вычисляется по обычной формуле.

Вторая, затраченная, по своему понятию не имеет общей формулы для вычисления и измеряется практически. Эта разница между совершенной в реальности работой и той, которая должна была быть совершена в теории, равна коэффициенту полезного действия – КПД. Он вычисляется так:

КПД = А полезная / А затраченная,

и выражается в процентах. КПД всегда меньше 100.

Мощность

Среднее количество работы, совершаемой за единицу времени (секунду), характеризует такую величину, как мощность. Формула для ее вычисления выглядит так:

В качестве работы можно подставить люблю известную формулу для ее вычисления в зависимости от ситуации. Ответ будет выражен в Ваттах.

Однако при равномерном движении можно использовать и другую формулу:

Подставив вместо обычной скорости мгновенную, можно получить значение мгновенной мощности.

Примеры решения задач

Рассмотрим несколько простых задач на нахождение механической работы.

Задача 1

Какую работу совершает подъемный механизм, поднимающий десятикилограммовый блок на высоту 50 метров.

Для того, чтобы поднять тело, необходимо преодолеть действующую на него силу тяжести. То есть F, с которой поднимают блок, равна той, с которой он притягивается к земле. Так как последняя равна m * g, то для нахождения конечного результата понадобится только одна измененная версия стандартной формулы, упомянутой выше: A = S * m * g.

При помощи простой математики найдем числовой ответ:

A = 50 м * 10 кг * 10 Н/кг;

Впрочем, не всегда речь идет о силе тяжести.

Задача 2

Какая работа совершается силой упругости, когда пружина с жесткостью 10 Н/м, сжатая на 20 см, возвращается в исходное состояние? Система замкнута, нет никаких внешних сил, воздействующих на пружину.

Для начала нужно найти саму F упругости, которая совершает работу. Ее формула – F = x * |k|, где x – это длина, на которую сжимается или растягивается пружина, а k – коэффициент ее жесткости. Перемещение пружины равно ее деформации, и следовательно, конечная формула в этом случае будет выглядеть так: A = S * x * k = x * x * k = x^2 * k.

Далее при помощи элементарных вычислений рассчитаем ответ:

A = (0,2 м)^2 * 10 Н/м = 0,04 * 10 = 0,4 Дж.

Но во всех задачах по данной теме траектория движения тела прямая.

Задача 3

Рассчитайте, какова сила, действующая на колесо, если на то, чтобы совершить полный оборот, ему требуется 10 кДж. Диаметр диска равен 40 см, а толщина шины – 10 см.

В этом случае нам нужно найти не А, а F, но сделать это можно при помощи все той же формулы. Возьмем точку на поверхности колеса. Предположим, что при вращательном движении ее вектор будет противоположен вектору приложения силы, а значит косинусом в формуле вновь можно пренебречь. Таким образом, за один оборот колеса точка пройдет расстояние, равное длине окружности, которую можно вычислить как 2πr или πd. Диаметр окружности можно найти из предоставленных данных: он равен сумме диаметра диска и удвоенной толщины шины, то есть 40 см + 2 * 10 см = 40 см + 20 см = 60 см = 0,6 м.

Теперь, когда мы можем вычислить расстояние, у нас есть все данные для того, чтобы приступить к нахождению силы.

Формула работы для этого случая будет такой: A = F * π * d, то силу, соответственно, можно будет выразить как F = A / (π * d).

F = 10 кДж / (3,14 * 0,6 м) = 10000 Дж / 1,884 м =

В завершение решим самый сложный вариант задачи, включающий в себя все, о чем говорилось выше.

Задача 4

Автомобиль Фольксваген весом 2500 кг заезжает на гору. Какова должна быть его минимальная скорость, чтобы удержаться на горе, если сила тяги равна 10 кН, время работы двигателя – 10 с, КПД – 30%, а угол наклона горы – 60 градусов. Трением и прочими силами пренебречь.

На первый взгляд задача может показаться сложной, но для ее решения используются только простые известные формулы.

Запишем условие в более наглядном виде.

угол A = 150 0 (60+90, т. к. сила тяжести приложена под углом 90 к горизонтали);

Шаг 1. По условию A1 (силы тяжести) = А2 (тяги).

То есть mg = P * t / КПД.

Шаг 2. P = F * V * cosA.

Шаг 3. Общая формула: mg = F * V * cosA * t / КПД.

V = (m * g * КПД) / (F * t * cosA).

V = (2500 кг * 10 Н/кг * 30%) / (10000 H * 10 с * cos150);

V = (2500 кг * 10 Н/кг * 0,3) / (10000 H * 10 с * cos60);






























Назад Вперёд

Работа - это главное в жизни. От всех неприятностей, от всех бед можно найти только одно избавление - в работе.


Эрнест Хемингуэй

Оборудование: компьютер, проектор, электронные учебные пособия “Физика 7 класс”. УМК “Сферы”. Москва. Просвещение, 2009., Библиотека наглядных пособий Физика 7-11 классы. ООО “Дрофа”, 2004 г.

1. Организационный момент. Целеполагание.

Учитель зачитывает высказывания великих людей о работе (слайд 2).

Вопрос: Ребята, что вы понимаете под словом работа?

Ответ: Процесс получения какого-либо продукта.

Ответ: В обыденной жизни под словом “работа” мы понимаем различные действия человека, механизма.

А какая из физических величин необходима человеку для совершения работы?

  • Что такое механическая работа;
  • Как рассчитать механическую работу;
  • Когда механическая работа положительна, когда отрицательна и когда равна нулю.
  • Что такое сила;
  • От чего зависит результат действия силы;
  • Какие силы бывают и как они направлены (слайд 3).

2. Актуализация знаний

Ребята, а какие силы были изучены нами в этом учебном году?

Ответ: сила тяжести, сила упругости, вес тела, сила трения. Давайте вспомним понятие “силы” и виды сил, о которых мы узнали в 7 классе.

Вопрос: Что такое сила? От чего зависит результат действия силы?

Ответ: Сила - векторная физическая величина и результат её действия зависит от трёх характеристик: направления, точки приложения, модуля (слайд 4).

Одна из самых любимых детских сказок – сказка “Репка”. Сегодня мы рассмотрим её с научной точки зрения и увидим, что для того чтобы объяснить некоторые события в сказках нужно знать физику.

Ученик: Посадил дед репку. Выросла репка большая-пребольшая, тяжёлая-претяжёлая, разрослась она во все стороны, грунт потеснила. Поэтому-то очень плотный контакт у её клубня с почвой получился. Пошёл дед репку тянуть. Тянет - потянет – вытянуть не может. Сила тяги деда меньше той предельной силы, которая по поверхности соприкосновения репы с землёй возникает. Она называется……. (Cилой Трения покоя).

Вопрос: Какая сила мешала дедушке самостоятельно вытянуть репку?

Ответ: Сила трения покоя.

Вопрос: Какие ещё силы трения вам известны? Когда они возникают? Куда направлены?

Ответ: Сила трения скольжения, сила трения качения. Направлены в сторону противоположную движению, против внешней силы (слайд 5).

Вопрос: Какая ещё сила действовала на всех героев сказки “Репка”?

Ответ: Сила тяжести.

Ребята, давайте посмотрим фрагмент мультфильма и ответим на вопросы к нему.

(Слайд 6: фрагмент из мультфильма Незнайка).

Вопрос: Может ли такое случиться в земных условиях? Если нет, то почему?

Ответ: Нет, так как на земле существует сила тяжести, которая действует на любой предмет и притягивает его к Земле.

Вопрос: Куда направлена сила тяжести?

Ответ: Всегда к Земле.

Вопрос: Что предлагал найти Незнайка?

Вопрос: Что такое вес?

Ответ: Вес-это сила, которая вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес со стороны тела?

Вопрос: А в земных условиях человек не может пребывать в невесомости?

Ответ: Может, при полёте вниз, но при этом на него действует сила тяжести, он не будет парить, а будет притягиваться к Земле (слайд 7).

Вопрос: Почему капли дождя падают на Землю? (Слайд 8)

Ответ: На них действует сила тяжести.

Посмотрим следующий фрагмент и ответим на вопрос: какая сила возникает в этом случае? (Слайд 9: фрагмент из мультфильма “Добрыня Никитич”)

Ответ: сила упругости, возникает при деформациях тел, т.е. при изменении формы и объёма тела.

Вопрос: Как направлена сила упругости?

Ответ: Всегда в сторону, противоположную деформации.

Под действием силы тяжести многие тела падают на землю. Но, всё же, действие силы тяжести не всегда приводит к движению тела. Например, кирпич лежит на опоре и не падает.

Ответ: На кирпич со стороны опоры действует сила упругости, которая равна по модулю силе тяжести, направлена в противоположную сторону и уравновешивает её (слайд 10).

Вывод: Одновременно на одно и то же тело может действовать несколько сил (слайд 11).

Работа с опорным конспектом (ОК) (слайд 12)

Один учащийся располагает силы на доске, остальные в рабочих тетрадях.

3. Изучение нового материала.

3.1.Объяснение нового материала.

Мы вспомнили все силы неслучайно. Тема нашего урока “Механическая работа”. Как мы выяснили в начале урока, без силы никакая работа совершаться не может.

Под работой человек понимает различные действия, приводящие к получению “продукта”. Например, мы говорим: работает учитель, работает компьютер, работает трактор, холодильник. Мы понимает, что речь идёт о разных вещах, и не стремимся сравнивать работу грузчика с работой компьютера. Что же такое работа с точки зрения физики, точнее, что такое механическая работа? Давайте посмотрим анимацию “Механическая работа” (слайд 13).

Итак, в физике механическая работа – это величина, которую можно измерить. Под механической работой понимают связь между силой, действующей на тело и его перемещением или движением тела под действием силы.

Считается, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы.

Таким образом, в физике понятие работы напрямую связано с силой (нет силы, нет работы). Поэтому принято говорить о работе некоторой силы.

Нетрудно понять, что чем большая сила действует на тело и чем длиннее путь, который проходит тело под действием этой силы, тем большая совершается работа.

Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.

Формула работы (слайд 14).

Работа – физическая величина и, следовательно, у неё есть единица измерения (слайды 15-16).

1Н*м = 1 Дж – единица измерения работы названа в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля.

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н на пути 1 м.

Наступило время проверить как вы усвоили понятие механической работы.

Совершается ли механическая работа в следующих случаях? (Примеры совершения и не совершения механической работы слайды 17-22).

Если мы пытаемся сдвинуть с места тяжёлый предмет, но сила, с которой мы на него действуем меньше силы трения покоя, то предмет остаётся на месте. В этом случае, несмотря на нашу усталость, мы не совершаем механической работы, так как нет перемещения тела. Как бы не было тяжело мифологическому герою Атланту удерживать на плечах небесный свод, Атлант не совершает механической работы, так как небесный свод в этом случае не двигался.

Механическая работа равна нулю в случае, когда равны нулю либо силы, действующие на тело, либо под действием сил тело не перемещается.

(Заполнение опорного конспекта урока, слайд 23)

3.3. Расширение знаний о физической величине

Мы выяснили, что работа может быть равной нулю. (Приведу примеры из жизни: не выучил урок – работа равна нулю; выучил урок – выполнил полезную работу; набросал на пол фантики от конфет – совершил работу отрицательную). Оказывается, механическая работа, может быть отрицательной и положительной. Рассмотрим, в каких случаях и какая по знаку работа совершается (анимация “Положительная, отрицательная работы и работа, равная нулю”, слайд 24).

Вопрос: Какая из известных вам сил, всегда совершает отрицательную работу?

Ответ: Сила трения.

(Показываю движение деревянного бруска по плоскости и выясняем, что сила тяги совершает положительную работу, сила трения – отрицательную. Задаю вопросы: Совершает ли работу сила тяжести? Как направлена сила тяжести по отношению к перемещению бруска? Делаем вывод, что работа силы равна нулю, если она направлена перпендикулярно перемещению).

Написано на основе информации, полученной Секлитовой Л.А. Стрельниковой Л.Л. на контактах с Высшим Разумом.


Большинство сфер производства, товаров, продуктов, услуг находятся в руках монополистов. Они поглощают или устраняют малые предприятия, чтобы диктовать цены, ассортимент, качество. Увеличение разнообразия продукции направлено в первую очередь для максимального искушения потребителя. Реклама навязывает всё новые и новые товары, услуги, возможности отдыха и развлечений. На это нужны деньги. Зарплата, пенсии не успевают за ростом цен. В человеке разжигается, подогревается стремление иметь как можно больше денег для удовлетворения желаний, реализации фантазий. Искушение подталкивает на нечестный путь получения денег: воровство, обман, грабёж под видом законного взимания денег.
Устоявшееся мнение: «Владелец предприятия, государство богаты, потому что прибыль разделена несправедливо». Украсть у них, они же не обеднеют, значит вернуть хотя бы часть того, что должно законно принадлежать работнику. И человек, прикрываясь лозунгом справедливости, совершает отрицательный поступок.

Земля это мир, с которого индивид начинает развитие своего сознания, обособления себя как личности и выбора пути развития, а значит, места в мироздании. Положительные энергии сформируют качества, ведущие в Иерархию Бога, отрицательные приведут в Иерархию Дьявола. Начиная своё развитие, индивид делает накопления положительных и отрицательных энергий, которые формируют те или иные качества. Преобладание одних энергий направляет на положительный путь развития, других – на отрицательный. Эти два потока идут параллельно, дополняя друг друга в гармоничном прогрессировании мироздания.

Бог обладает энергией одухотворения, дающей форме, в которую её вселили, возможность самостоятельного развития. Дьявол создавать формы тоже может, но одухотворять их не способен, потому что развивал себя в качествах, не позволяющих нарабатывать подобную энергию. Пополнять свою Иерархию он может только душами, от которых Бог отказался, как от брака. То есть, они набрали отрицательные энергии в таком количестве, что для положительной Иерархии стали не приемлемы. Во всех матрицах (матрица – основа души) одухотворённых Единиц, принадлежащих и Богу и Дьяволу, заложена одухотворяющая энергия Творца, дающая этим конструкциям право на самостоятельное существование. Бог предоставляет своим Сутям право выбора для развития в них творческих качеств, на которых будет зарождаться энергия одухотворения. В принадлежащих ему душах Дьявол формирует необходимые ему качествам по своему усмотрению, полностью лишая их самостоятельности. Жёсткие энергии расчёта и отсутствие свободы выбора не дают фундамента для создания животворящей энергии одухотворения.

Все положительные души Дьявол искушает разными способами и средствами, разработанными им для каждого Уровня их развития. Его пособники на Земле подстрекают, соблазняют, искушают тех, кто ещё путается в определении добра и зла, навязывают им мысли, поступки, вырабатывающие отрицательную энергию. Она как раковая клетка, если её вовремя не блокировать, способна развиваться, притягивая к себе подобные, и полностью овладеть душой.
Отрицательные намеренно безобразничают, нарушают порядок, законы, чтобы молодые неопытные души подражали им. Рисунки на коже, прокалывание частей тела, обнажение, вызывающе кричащие причёски, одежда, музыка, рисунки, скульптуры направлены на то, чтобы принизить, очернить светлое, чистое, выдавить его на задний план. С тем, чтобы воздвигнуть на пьедестал низкое, уродливое, негармоничное, что призвано мешать, тормозить набор душами положительных энергий.
Доброе, положительное не может быть навязчивым, оно скромно предлагает себя. Отрицательное – грубо, нахально, навязывает себя в кричащей форме.

СМИ без устали показывают и рекламируют успешных и знаменитых. Так Отрицательной Системой внедряется в души людей зависть, жажда славы. Развивать талант, если он имеется, это нелёгкий, долгий путь, а блеснуть чем-либо, «переплюнуть» других хочется сейчас, сию минуту. Чтобы обратить на себя внимание (без этого жить невозможно) люди изощряются в чём угодно, доходя до пошлости, глупости, дикости, набирая тем самым отрицательные баллы.
Телевидение и особенно интернет намного расшили возможности человека в познании того, что может способствовать его развитию. Пустые, а то и откровенно глупые передачи, фильмы, шоу никак не способствуют этому. Бесчисленные лайки, ролики, снимки, игры, ничего не значащая информация отнимают у людей большинство свободного времени. Это тоже работа слуг Дьявола – не получается сразу заманить человека в отрицательную Систему, так не давать ему возможности набирать положительные энергии, занимая его время информационными пустышками.
Певец, даже если он талантлив, не сможет получить признание в одиночку. Всегда найдутся люди, готовые ему помочь, «раскрутить». Это требует денег, и не малых, и певцу навязывают контракты, чтобы окупить вложения. Больше концертов – выше доход. Талант начитает привыкать к большим деньгам, роскоши, славе, и может, не замечая этого, с положительного творческого направления перейти на отрицательный путь расчёта – погоней за прибылью. Немногие способны устоять перед таким искушением. Происходит подмена идеалов и это изменяет качественные накопления души – поступление отрицательных энергий начинает превышать приход положительных. Энергии формируют качества души, определяющие характер личности, её устремления, поведение в следующей жизни: желание петь, проявить себя в творчестве может подмениться тягой иметь больше денег для роскошной жизни.

«На роскоши и богатстве произрастают такие пороки, как душевная чёрствость, жестокость, алчность, тщеславие, зависть, презрение, чванство, мракобесие, корысть и прочие черты характера, наполняющие матрицу отрицательными энергиями». /СТАНОВЛЕНИЕ ДУШИ или ПАРАДОКСАЛЬНАЯ ФИЛОСОФИЯ/.

Сейчас уже не то время, чтобы бороться за своё существование, хотя кое-где это реалии жизни. Человек должен жить в условиях, обеспечивающих ему возможность развития на той стадии, которой он достиг. Излишества ведут к растлению. «От каждого по способностям – каждому по потребностям». Этот принцип существования Личностей в Высших мирах был дан и земной цивилизации, но не нашёл своего развития из-за человеческой глупости и жадности. Глупость в неспособности понимать, кому мы обязаны своим существованием, нежелании принимать истину, что мы составляющие элементы мироздания, существующего по строгим законам, которым мы обязаны следовать. Жадность в том, чтобы заполучить как можно больше материальных благ, которые для души не имеют никакой ценности. А само стремление к ним очень ценится отрицательной Системой – это один из основных инструментов завлечения душ в её лагерь.

Каждая наша жизнь это шаги. Шаги, ведущие в сторону Бога или Дьявола. Например, за одну жизнь человек может шагнуть десять раз в положительном направлении. Отрицательная Система использует любые уловки, чтобы он сделал хотя бы на один шаг меньше.
Помочь человеку спиться, стать наркоманом (одурманенному человеку не до развития, когда он думает лишь о стопке или дозе), притеснять его, давить на психику, чтобы вызвать озлобленность, мстительность, вовлечь в виртуальные игры, уводящие в нереальность, а ещё лучше, приводящие к самоубийству – вот небольшой перечень методов работы Дьявольской Системы.
В «горячую точку» планеты Дьявол направит людей, чьи души уже принадлежат ему, чтобы наработать в них как можно больше отрицательных энергий через грабёж, насилия, убийства. Программа без права выбора обяжет их совершенствоваться в этом. По разным причинам туда попадут те, кто ещё не определился в выборе пути развития. Вседозволенность, превосходство над безоружным населением они могут воспринять как геройство, достойное подражанию. Но, имея право выбора, такие индивиды способны оценить ситуацию и с другой стороны – сколько боли и страданий они могут принести ни в чём не повинным людям. Это уже положительные энергии.
Вызвать в человеке недовольство своим руководителем, правительством, озлобленность, нетерпимость к другим нациям. Накал страстей на стадионах, разжигание ненависти: митинги, демонстрации, приводящие к поджогам, разрушениям, погромам. Это масштабные «заслуги» отрицательной Системы. Личности, чьи души уже находятся под контролем Дьявола (сами они этого не осознают), выполняют жёсткую установку своего хозяина: подстрекают группы, толпы людей, направляют их на бесчинства, чтобы втянуть в водоворот беззакония как можно больше людей, запачкать их души тёмной энергией.

На нашей планете 60% душ уже полностью принадлежат Дьяволу, 20% - Богу, остальные 20% не определились в своём выборе. Высокоразвитые отрицательные личности на Земле выполняют установку своего хозяина – втянуть регионы, страны в военный конфликт, а это всегда жертвы. Оборванная жизнь – это прерванная программа, недовыполнение её. Душа не успела сделать шаг, другой в сторону Бога, и ей могут дать дополнительное время в виде ещё одной жизни. Значит, отрицательная Система получит лишнюю возможность воздействовать на человека инструментами соблазна и искушений, чтобы переманить в свои ряды.

Жизнь человека складывается из рассчитанных Высшими Программистами ситуаций, как точно размеренных по времени процессов выработки тех или иных энергий. Что выбрать, если не лишён права выбора, зависит от самого человека.

Работа может быть отрицательной в том случае, если направление силы противопоставлено направлению перемещения. Это хорошо можно увидеть на примере скользящего предмета: его сила направлена назад, чтобы удержаться на месте, но все же этот предмет продолжает скольжение. В этом случае работа будет отрицательной.

Для сравнения, велосипед сохраняет 99% механической энергии при её передаче с педалей на колёса, поэтому "является наиболее энергоэффективным общедоступным транспортным средством" ([статья-источник][3­ ], где также есть много дополнительной интересной и полезной информации об эффективности велосипеда)

Надеюсь, мой ответ будет полезен интересующимся

3: http://www.diagram.c­ om.ua/info/transport/­ transport56.shtml

Переводим все эти тонкости с песчинками и электронными весами в предметы боле "грубые и зримые" (с). Пусть на обычных рыночных весах на подставке лежит хорошая такая гирька, грамм на 100. Весы показываю, допустим 300 г (гиря и подставка). И тут гиря падает с подставки. Как только она слетела с опоры, через которую давила на весы, те тут же почувствуют облегчение на 100г веса на своей чашке пустят стрелку от числа "300" к числу "200". Но тут гирька упадёт на чашку, успев в падении набрать кинетическую энергию. Весы, почувствовав опять вес на чашке, пустят стрелку назад. Стрелка, покачавшись туда-сюда около числа "300" всё же успокоится.

А что песочные часы? Да тоже самое, только 'гирьки' там будут падать непрерывной струйкой, что сначала вызовет падение в весе (от момента отрыва первых песчинок с верхней ёмкости часов до падения их на дно), потом будет колебания в весе, затем вес более-менее успокоится с показанием - первоначальный минус вес тех песчинок, что падают и находятся в воздухе. Когда поток песчинок из верхней ёмкости часов иссякнет, спокойствие весов опять будет нарушено - вес будет расти с некоторым колебанием. Затем всё успокоится и весы покажут первоначальный вес.

Это зависит от того, что понимается под словом "нормально".

Обычный трансформатор, рассчитанный на 50 герц, работать будет, но резко упадёт максимальная допустимая мощность. Вот впятеро и упадёт.

Мощность трансформатора зависит от сердечника. От свойств его материала (напряжённость насыщения) и геометрии (объёма). Ведь как происходит передача мощности отпервичной обмотки во вторичную? Энергия, поступающая в первичную обмотку, накапливается в сердечнике и из него поступает во вторичную. Плотность энергии магнитного поля равна ВН/2, где В и Н - индукция и напряжённость. Если магнитная постоянная материала равна μ*μ0, то максимальная энергия, которую может запасти сердечник, равна μ*μ0*Hs²*V/2 (Hs - напряжённость насыщения материала, а индукция В = μ*μ0*H). Если напряжённость поля в сердечнике превысит напряжённость насыщения, то дальнейшего роста индукции не будет - на то оно и насыщение. Это эквивалентно падению μ до 1. На графике тока при этом появятся гигантские выбросы на пиках, потому что падение μ до 1 означает мгновенное падение индуктивности в μ раз, поэтому то же dU/dt даст куда больший ток. Что, конечно, отдельно "вставляет".

Ну и понятно, что вот такую максимальную энергию сердечник способен накапливать в сее и отдавать дважды за период. Поэтому и получается, что максимальная мощность при данной конструкции пропорциональна частоте.

И второй момент - индуктивность обмотки. От этого зависит, достигается ли напряжённость насыщения в сердечнике на холостом ходу или нет. Поскольку кпд трансформатора, как правило, близок к 100% (ну что-то типа 96-98%), то холостой ток составляет примерно 2-4% максимального тока, соответствующего максимально допустимой мощности. Ток холостого хода, как должно быть понятно, обратно пропорционален частоте (потому как реактивное сопротивление обмотки равно ωL, а дальше вспоминаем закон Ома для переменного тока). Значит, минимальная частота, до которой трансформатор ещё работает без того, чтоб влетать в насыщение даже без нагрузки, в 25-50 раз ниже его номинальной частоты. Так что 5 или 10 герц - это для сетевого трансформатора ещё даже и не предел.

Работа по перемещению тела в общем случае вычисляется по формуле: A=F*s, где F - сила, действующая на тело, s - пройденный телом путь. При подъёме тела на высоту, общее обозначение силы, F заменяется на конкретную - силу тяжести P, а общее обозначение пройденного пути s, заменяется на высоту, на которую поднято тело (точнее на разность высот до и после поднятия) h.

Тогда получается формула A=P*h, а с учётом того, что P=m*g, где m - масса тела, а g - ускорение свободного падения, окончательный вид формулы A=m*g*h.

масса (m) должна быть выражена в кг, ускорение свободного падения g - в м/с^2, высота h в м. Тогда работа получится в Джоулях. Единица измерения работы Джоуль названа в честь учёного с такой фамилией, поэтому она пишется с прописной (большой) буквы.

В СССР делали спирт из картофеля, сахарной свеклы, пшеницы и древесных опилок. Это производства основанные на химических реакциях брожения, перегонки, ректификации. Превращение крахмала, сахаров и целлюлозы в этиловый спирт подробно описаны в курсе органической химии в школьных и вузовских учебниках.





























Назад Вперёд

Работа - это главное в жизни. От всех неприятностей, от всех бед можно найти только одно избавление - в работе.


Эрнест Хемингуэй

Оборудование: компьютер, проектор, электронные учебные пособия “Физика 7 класс”. УМК “Сферы”. Москва. Просвещение, 2009., Библиотека наглядных пособий Физика 7-11 классы. ООО “Дрофа”, 2004 г.

1. Организационный момент. Целеполагание.

Учитель зачитывает высказывания великих людей о работе (слайд 2).

Вопрос: Ребята, что вы понимаете под словом работа?

Ответ: Процесс получения какого-либо продукта.

Ответ: В обыденной жизни под словом “работа” мы понимаем различные действия человека, механизма.

А какая из физических величин необходима человеку для совершения работы?

  • Что такое механическая работа;
  • Как рассчитать механическую работу;
  • Когда механическая работа положительна, когда отрицательна и когда равна нулю.
  • Что такое сила;
  • От чего зависит результат действия силы;
  • Какие силы бывают и как они направлены (слайд 3).

2. Актуализация знаний

Ребята, а какие силы были изучены нами в этом учебном году?

Ответ: сила тяжести, сила упругости, вес тела, сила трения. Давайте вспомним понятие “силы” и виды сил, о которых мы узнали в 7 классе.

Вопрос: Что такое сила? От чего зависит результат действия силы?

Ответ: Сила - векторная физическая величина и результат её действия зависит от трёх характеристик: направления, точки приложения, модуля (слайд 4).

Одна из самых любимых детских сказок – сказка “Репка”. Сегодня мы рассмотрим её с научной точки зрения и увидим, что для того чтобы объяснить некоторые события в сказках нужно знать физику.

Ученик: Посадил дед репку. Выросла репка большая-пребольшая, тяжёлая-претяжёлая, разрослась она во все стороны, грунт потеснила. Поэтому-то очень плотный контакт у её клубня с почвой получился. Пошёл дед репку тянуть. Тянет - потянет – вытянуть не может. Сила тяги деда меньше той предельной силы, которая по поверхности соприкосновения репы с землёй возникает. Она называется……. (Cилой Трения покоя).

Вопрос: Какая сила мешала дедушке самостоятельно вытянуть репку?

Ответ: Сила трения покоя.

Вопрос: Какие ещё силы трения вам известны? Когда они возникают? Куда направлены?

Ответ: Сила трения скольжения, сила трения качения. Направлены в сторону противоположную движению, против внешней силы (слайд 5).

Вопрос: Какая ещё сила действовала на всех героев сказки “Репка”?

Ответ: Сила тяжести.

Ребята, давайте посмотрим фрагмент мультфильма и ответим на вопросы к нему.

(Слайд 6: фрагмент из мультфильма Незнайка).

Вопрос: Может ли такое случиться в земных условиях? Если нет, то почему?

Ответ: Нет, так как на земле существует сила тяжести, которая действует на любой предмет и притягивает его к Земле.

Вопрос: Куда направлена сила тяжести?

Ответ: Всегда к Земле.

Вопрос: Что предлагал найти Незнайка?

Вопрос: Что такое вес?

Ответ: Вес-это сила, которая вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес со стороны тела?

Вопрос: А в земных условиях человек не может пребывать в невесомости?

Ответ: Может, при полёте вниз, но при этом на него действует сила тяжести, он не будет парить, а будет притягиваться к Земле (слайд 7).

Вопрос: Почему капли дождя падают на Землю? (Слайд 8)

Ответ: На них действует сила тяжести.

Посмотрим следующий фрагмент и ответим на вопрос: какая сила возникает в этом случае? (Слайд 9: фрагмент из мультфильма “Добрыня Никитич”)

Ответ: сила упругости, возникает при деформациях тел, т.е. при изменении формы и объёма тела.

Вопрос: Как направлена сила упругости?

Ответ: Всегда в сторону, противоположную деформации.

Под действием силы тяжести многие тела падают на землю. Но, всё же, действие силы тяжести не всегда приводит к движению тела. Например, кирпич лежит на опоре и не падает.

Ответ: На кирпич со стороны опоры действует сила упругости, которая равна по модулю силе тяжести, направлена в противоположную сторону и уравновешивает её (слайд 10).

Вывод: Одновременно на одно и то же тело может действовать несколько сил (слайд 11).

Работа с опорным конспектом (ОК) (слайд 12)

Один учащийся располагает силы на доске, остальные в рабочих тетрадях.

3. Изучение нового материала.

3.1.Объяснение нового материала.

Мы вспомнили все силы неслучайно. Тема нашего урока “Механическая работа”. Как мы выяснили в начале урока, без силы никакая работа совершаться не может.

Под работой человек понимает различные действия, приводящие к получению “продукта”. Например, мы говорим: работает учитель, работает компьютер, работает трактор, холодильник. Мы понимает, что речь идёт о разных вещах, и не стремимся сравнивать работу грузчика с работой компьютера. Что же такое работа с точки зрения физики, точнее, что такое механическая работа? Давайте посмотрим анимацию “Механическая работа” (слайд 13).

Итак, в физике механическая работа – это величина, которую можно измерить. Под механической работой понимают связь между силой, действующей на тело и его перемещением или движением тела под действием силы.

Считается, что механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы.

Таким образом, в физике понятие работы напрямую связано с силой (нет силы, нет работы). Поэтому принято говорить о работе некоторой силы.

Нетрудно понять, что чем большая сила действует на тело и чем длиннее путь, который проходит тело под действием этой силы, тем большая совершается работа.

Механическая работа прямо пропорциональна приложенной силе и прямо пропорциональна пройденному пути.

Формула работы (слайд 14).

Работа – физическая величина и, следовательно, у неё есть единица измерения (слайды 15-16).

1Н*м = 1 Дж – единица измерения работы названа в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля.

За единицу работы принимают работу, совершаемую силой в 1 Н на пути 1 м.

Наступило время проверить как вы усвоили понятие механической работы.

Совершается ли механическая работа в следующих случаях? (Примеры совершения и не совершения механической работы слайды 17-22).

Если мы пытаемся сдвинуть с места тяжёлый предмет, но сила, с которой мы на него действуем меньше силы трения покоя, то предмет остаётся на месте. В этом случае, несмотря на нашу усталость, мы не совершаем механической работы, так как нет перемещения тела. Как бы не было тяжело мифологическому герою Атланту удерживать на плечах небесный свод, Атлант не совершает механической работы, так как небесный свод в этом случае не двигался.

Механическая работа равна нулю в случае, когда равны нулю либо силы, действующие на тело, либо под действием сил тело не перемещается.

(Заполнение опорного конспекта урока, слайд 23)

3.3. Расширение знаний о физической величине

Мы выяснили, что работа может быть равной нулю. (Приведу примеры из жизни: не выучил урок – работа равна нулю; выучил урок – выполнил полезную работу; набросал на пол фантики от конфет – совершил работу отрицательную). Оказывается, механическая работа, может быть отрицательной и положительной. Рассмотрим, в каких случаях и какая по знаку работа совершается (анимация “Положительная, отрицательная работы и работа, равная нулю”, слайд 24).

Вопрос: Какая из известных вам сил, всегда совершает отрицательную работу?

Ответ: Сила трения.

(Показываю движение деревянного бруска по плоскости и выясняем, что сила тяги совершает положительную работу, сила трения – отрицательную. Задаю вопросы: Совершает ли работу сила тяжести? Как направлена сила тяжести по отношению к перемещению бруска? Делаем вывод, что работа силы равна нулю, если она направлена перпендикулярно перемещению).

Читайте также: