8 - Донецкая школа № 61

8 класс
Урок №27
Механическая работа. Мощность Единицы их измерения.
Изучение нового материала
Работа». Это слово нам знакомо с детства. Оно сопровождает нас в течение
всей
жизни;
этим словом мы
называем
любой вид
человеческой
деятельности: физической, умственной или творческой. Мы знаем, что в
течение жизни сердце выполняет работу. Эта работа сердца эквивалентна
работе, которую нужно выполнить для подъема поезда на наивысшую гору
Европы – Монблан (4810 м). Всё живое постоянно двигается, человек только
в своей деятельности развивается и достигает своих результатов. Это важное
понятие.
Но физика в это понятие вкладывает несколько иное содержание. В
физике в первую очередь изучают механическую работу. И очень важный
факт при выполнении работы – это ее скорость. Мы всегда хотим что-то
сделать не только лучше, но и быстрее.
В настоящий момент я попрошу вас продемонстрировать выполнение
какой-то работы на своих местах. Скажите, пожалуйста, что является
необходимым условием выполнения работы?
Да, наличие прилагаемой силы и перемещения.
Механическая
работа
–
это
физическая
величина,
которая
характеризует перемещение тела под действием силы.
Как любая другая физическая величина, механическая работа имеет
единицы измерения и формулу для расчёта.
А = FS
[A] = 1 Дж
Механическая работа равняется произведению силы и перемещения.
«Это интересно!»
Единица измерения работы в СИ названа в честь
английского ученого XIX века Дж. Джоуля. Дж. Джоуль (1818-1889) родился
в Англии в семье владельца пивоваренного завода. Из-за слабого здоровья до
15 лет Джеймс не посещал школу. Но в 15 лет под руководством известного
химика Джона Дальтона успешно освоил математику, физику и химию.
После смерти отца, продав свою часть наследства, Джоуль приступил к
самостоятельным научным исследованиям, вложив в это все свои деньги. На
своем
веку
Джоуль
провел
тисячу
опытов
в
отрасли
механики,
электромагнетизма и тепловых явлений, которые имели успех.
Теперь обратимся к такому примеру выполнения работы. Нужно
вскопать участок. Как выполнить эту работу быстрее – лопатой или
трактором? Будет ли одинаковой выполненная работа?
Да, работа одинакова; но будет потрачено разное время: трактором эта
работа будет выполнена быстрее.
На 10 этаж мы поднимемся быстрее лифтом, чем по ступенькам.
Подъемный кран поднимает тяжелый кирпич на высоту сооружаемого дома
за несколько минут, в то время как рабочие потратили бы на выполнение той
же работы целый день. Тот механизм, который выполняет работу быстрее,
считается мощнее.
Мощность – это физическая величина, которая характеризует скорость
выполнения работы.
N=
А
t
[N] = 1 Вт
Мощность равна отношению механической работы ко времени, за которое
эта работа выполнена.
Единица измерения мощности названа в честь английского ученого –
Джеймса Ватта. Его называли «Архимедом» XVIII века. Но существует
внесистемная единица измерения мощности – лошадиная сила. Дело в том,
что на рассвете машиностроения потенциальному потребителю было более
привычно и более понятно объяснение, что мощность данного механизма
равняется 20 лошадиным силам, то есть механизм способен заменить собой
20 лошадей.
«Это интересно!»
Средняя мощность взрослого человека при достаточно
длительной работе составляет примерно 35 – 75 Вт. Но за достаточно
короткое время человек может развивать мощность большую, чем лошадь.
Например, спортсмены, которые толкают штангу массой больше 200 кг на
высоту 1,8 м за 1с, развивают мощность приблизительно 3500 Вт.
С помощью расчётов в своих тетрадях можно проверитьэтот факт.
N=
А mgh
=
t
t
N = 3500 Вт
А мощность насекомого в полёте равна примерно 0,00001 Вт.
Закрепление нового материала.
Решение задачи
Какую мощность развивает штангист, если штангу массой 125 кг он
поднимает на высоту 70 см за 0,3 с?
Дано:
СИ
Решение
т=125кг
А
t
h=70см 0,7м
N= но A=FS и F=mg, а S=h.
t=0,3с
Значит, N=
N-?
N= 2916,7 Вт
[N] =
mgh
t
кг  Н  м
Дж
Н м
=
=
=Вт
кг  с
с
с
Ответ: 2916,7 Вт.
Домашнее задание
8-а: выучить параграфы 17 и 19 (пункт 3); ответить письменно на вопросы.
8-б: выучить параграфы 41 и 47; ответить письменно на вопросы.
Вопросы
1. Приведите примеры, когда на тело действует сила, однако работу она
не выполняет.
2. Два одинаковых по массе груза были доставлены на автобусах в
пригородный поселок Донецка и в центр Донецка. Была ли одинаковой
работа выполненная в первом и во втором случаях? Почему?
3. Почему в ХХ и ХХI веках стали строить быстрее, чем когда-то?
4. Два мальчика разной массы наперегонки выбежали на третий этаж
дома, показав при этом одинаковое время. Развивали ли одинаковую
мощность они при этом?