85
4-тарау
Энергия сақталу заңы
§ 4.1. Жұмыс пен қуат
Жұмыс
F күштің əсерінен қандай да бip бөлшек 1 - 2 траектория бойымен орын
ауыстыратын болсын (4.1-сурет). Жалпы алғанда
F күші
бөлшектің
қозғалысы кезінде модулі жағынан да, бағыты жағынан да өзгеpyi мүмкін.
Күшті тұрақты деп есептеп, d
r қарапайым орын ауыстыруды қарастырайық.
d
r – oрын ауыстырудағы
F күштің əсерін скаляр көбейтіндіге тең
шамамен
сипаттап, оны орын ауыстырудағы
F күштің қарапайым жұмысы
деп атайды. Оны басқаша да өрнектеуге болады:
d
cos
.
Мұндағы, - жəне
d векторларының арасындағы
бұрыш;
d –қарапайым жол;
дегеніміз -
вектордың
d
векторға проекциясы (4.1-сурет).
Сонымен,
– күштің d –
орын ауыстырудағы
қарапайым жұмысы келесі өрнекпен анықталады:
d
.
(4.1)
– алгебралық шама: жəне
d векторлардың арасындағы бұрышқа
тəуелді түрде ( вектордың
d векторға проекциясының
таңбасына
тəуелді түрде) ол оң да, теріс те, тіпті нөл де бола алады. (
d
нөл болса, яғни
0 ).
(4.1) өрнекті жолдың 1 нүктеден 2 нүктеге
дейін барлық қарапайым
бөліктер бойынша қөсындылап (интегралдап),
– күштің oсы жол
бойындағы жұмысын табамыз:
d
d .
(4.2)
Осы жерде өте бір маңызды жағдайды айта кету керек:
(4.2) формуланы
тек қана бөлшектер үшін ғана емес сонымен қатар кез келген денелер
4.1-сурет
86
немесе денелер жүйелері үшін де пайдалануға
қолайлы. Ал
күштің
жұмсалуына байланысты
d немесе d деп
нүктенің орын ауыстыруын
айтады. Осы жағдайларды елемеу көбінесе қате
нəтижелерге əкеп соқтырады. (4.2) өрнекке
геометриялық мағына беруге болады.
графигін
бөлшектің траекториядағы орнының функциясы
ретінде қарастырайық. Бұл графиктің түрi 4.2-
суретте келтірілген. Осы суреттен
қарапайым жұмыс, сан мəні жағынан
шималанған жолақтың ауданына тең екені, ал 1 нүктедеп 2 нүктеге дейін жол
бойындағы жұмыс – қисықпен, 1 жəне 2 ординаталармен, ал - өсімен
шектелген фигураның ауданына тең екені көрініп тұр.
Oсы кезде өсінен
жоғарығы фигураның ауданы оң таңбамен алынады (ол оң жұмысқа сəйкес
келеді), өсінен төменгі фигураның ауданы минус таңбамен алынады (ол
тepic жұмысқа сəйкес келеді).
Достарыңызбен бөлісу: