Презентація до уроку “Механічна робота. Одиниці вимірювання роботи. Потужність та її одиниці вимірювання”

Прензентація містить матеріали до уроку фізики у 7 класі з теми “Механічна робота. Одиниці вимірювання роботи.” “Потужність та її одиниці вимірювання”. Стане в нагоді учням, студентам та педагогам при підготовці до уроків.

* «Механічна робота. Одиниці вимірювання роботи. Потужність та її одиниці вимірювання.» Фізика 7 клас

* Механічна робота. Одиниці вимірювання роботи. За допомогою динамометра переміщуємо брусок горизонтальною поверхнею столу. Розтягуємо і стискуємо пружину.

* Механічна робота – це фізична величина, яка характеризує дію сили на певне тіло і дорівнює добутку сили на шлях, що пройдений тілом у напрямку дії цієї сили. Механічна робота. Одиниці вимірювання роботи. Робота = силаЧшлях A = Fl або A = Fs A – робота, Дж; F – сила, Н; l.s – шлях, м. Одиницею вимірювання роботи в СІ є джоуль (Дж). 1 Дж = 1 Н Ч 1 м.

* Джо́уль — одиниця вимірювання роботи в системі СІ. Джоуль дорівнює роботі, яка виконується при переміщенні матеріальної точки, до якої прикладена сила 1 Н, на відстань 1 м в напрямку дії силию. 1 Дж = 1 Н·м Джеймс Прескотт Джоуль – відомий англійський фізик, один з першовідкривачів закону збереження енергії, член Лондонського Королівського товариства (з 1850 р). Додаткову оцінку можна отримати якщо підготувати доповідь про винаходи з фізики Джеймса Прескотта Джоуля

* Яких значень може набувати механічна робота Якщо напрям сили співпадає з напрямом руху тіла, то робота сили вважається додатною (сила розганяє тіло). Якщо напрям сили протилежний напряму руху тіла, то робота сили вважається від’ємною (сила гальмує тіло).

* Яких значень може набувати механічна робота

* Для виконання певної роботи треба витрати різним виконавцям неоднаковий час. Швидкість виконання роботи характеризують потужністю.

* Потужність та її одиниці вимірювання Потужність – це фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи і чисельно дорівнює відношенню виконаної роботи до часу, за який цю роботу виконано. А – робота (Дж), t – час (с), N – потужність F — сила, яка виконує роботу; v — швидкість руху. Одиниця потужності у системі СІ: 1 Вт = 1 Дж / 1 с Джеймс Уатт (1736-1819), який зробив значний внесок у теорію й практику побудови теплових двигунів. Додаткову оцінку можна отримати якщо підготувати доповідь про винаходи з фізики Джеймса Уатта

* Як і для інших фізичних величин, для одиниці потужності існують похідні одиниці:

* Розв’язування задач Задача 1. Скільки часу повинен працювати двигун потужністю 25 кВт, щоб виконати роботу 36000 Дж?

* Розв’язування задач Задача 2. Робітник перевіз навантажений візок на відстань 25 м. Прикріплений до ручки динамометр показав прикладену силу 200 Н. Яку роботу виконав робітник? A = Fs А = 200 * 25 = 5 000 Дж

* Яка фізична величина описує взаємодію тіл? Яким є основний наслідок дії сили? Від чого залежить значення роботи? Які умови необхідні для виконання механічної роботи? Запитання на закріплення

* Запитання на закріплення Яку фізичну величину називають потужністю? Як розрахувати потужність? Яка основна одиниця потужності? Які похідні одиниці потужності?

* Домашнє завдання Зробити конспект за матеріалами презентації. Прочитати §34, 35 Підготувати проєкт на одну з тем: Розвиток судноплавання в Україні. Розвиток повітроплавання в Україні. Спостереження за атмосферним тиском. Насоси. Історія винаходу.

Механічна робота. Одиниці роботи. Потужність

Механічна робота — це фізична величина, яка характеризує зміну положення тіла під дією сили і дорівнює добутку сили на шлях, подоланий тілом у напрямку цієї сили:

A = Fl

де A — механічна робота; F — значення сили, що діє на тіло; l — шлях, який подолало тіло, рухаючись у напрямку цієї сили.

Одиниця роботи в СІ — джоуль (Дж); названа так на честь англійського вченого Джеймса Джоуля:

[A] = H⋅м = Дж

1 Дж дорівнює механічній роботі, яку виконує сила 1 Н, переміщуючи тіло на 1 м у напрямку дії цієї сили: 1 Дж =1 Н⋅м.

Зверніть увагу! Оскільки сила діє на тіло з боку іншого тіла (буксир тягне баржу), не буде помилки, якщо говорити не про роботу сили (роботу сили натягу троса), а про роботу тіла (роботу буксира).

Значення, яких може набувати механічна робота

Сила має напрямок — це векторна величина. А от робота сили не має напрямку, тобто робота є величиною скалярною. Але робота може бути додатною, від’ємною або дорівнювати нулю — залежно від того, куди напрямлена сила відносно напрямку руху тіла:

Геометричний зміст механічної роботи

Добуток F₁⋅l₁ є добутком довжини та ширини прямокутника, тобто відповідає площі S цього прямокутника. У цьому полягає геометричний зміст механічної роботи:

Якщо напрямок сили, яка діє на тіло, збігається з напрямком руху тіла, то робота цієї сили чисельно дорівнює площі фігури під графіком залежності сили від шляху, який долає тіло.

Потужність

Потужність — це фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи і дорівнює відношенню виконаної роботи до часу, за який цю роботу виконано:

де N — потужність; A — робота; t — час виконання роботи.

Одиниця потужності в СІ — ват:

[N] = Вт

Ця одиниця дістала свою назву на честь британського інженера та винахідника-механіка Джеймса Ватта*.

* Як одиницю потужності Джеймс Ватт запровадив кінську силу. Цю одиницю й зараз використовують у техніці: 1 к. с. ≈ 735,5 Вт.

1 Вт дорівнює потужності, за якої протягом 1 с виконується робота 1 Дж:

1 Вт = 1 Дж/с

Залежність потужності від сили тяги та швидкості руху

Розв’язування задач*

* Розв’язування задач на цій сторінці передбачає використання мультимедійної дошки. В підручнику розв’язування задач на сторінці 202 та на сторінці 206.

Задача 1. За допомогою пружини жорсткістю 25 Н/м брусок пересувають по столу з незмінною швидкістю 5 см/с. Яку роботу виконає сила пружності за 20 с, якщо весь час видовження пружини — 4 см?

Аналіз фізичної проблеми. Робота сили пружності є додатною, оскільки брусок рухається в напрямку дії сили. Для обчислення роботи слід знайти значення сили пружності (F_пруж) і шлях l, який подолав брусок. Жорсткість пружини та її видовження відомі, тому для знаходження значення сили пружності скористаємося законом Гука. Брусок рухається рівномірно, отже, його шлях дорівнює добутку швидкості та часу руху. Задачу розв’язуватимемо в одиницях СІ.

Задача 2. Людина рівномірно піднімає відро з водою на висоту 20 м за 20 с. Яку потужність розвиває людина, якщо маса відра з водою становить 10 кг?

Аналіз фізичної проблеми. Щоб визначити потужність, треба розрахувати роботу, яку виконала людина, піднімаючи відро на певну висоту. Для цього слід знайти значення сили F, з якою людина діє на відро. На відро діють дві сили: сила тяжіння F_тяж і сила F. Відро рухається рівномірно, тому ці сили скомпенсовані: F = F_тяж. За цих умов і знайдемо шукане значення сили. Задачу розв’язуватимемо в одиницях СІ.