Сайт по физике

Тело способно произвести работу, если оно движется или вследствие своего состояния или положения. Эти виды энергии называются механической энергией.
Кинетическая энергия
Это способность тела совершить работу вследствие движения этого тела. Кинетическая энергия определяется формулой - 1/2mv, где m -  масса тела, v - его скорость. Таким образом, любое движущееся тело обладает кинетической энергией.

Как часто вы видели газетную рубрику «Энергетический кризис»? Достаточно часто, для того чтобы понять, что изучение различных источников энергии и способов их использования с наибольшей пользой представляет чрезвычайную важность. С точки зрения социально-экономической, очень важно, чтобы энергия не тратилась понапрасну. Это означает, что производство и пути передачи энергии должны быть ясны. Вы убедитесь, что вопросы, связанные с энергией, пронизывают всю физику.

Еще один простой «механизм» — это наклонная плоскость. Рисунок показывает фермера и его сына, грузящих тюки соломы в телегу. Фермер поднимает тюк вертикально вверх и кладет в телегу, а его сын использует для погрузки деревянную доску как наклонную плоскость. Фермер должен приложить силу, по меньшей мере равную весу тюка W. Сын же прилагает силу Е = W sin θ + F, где F — сила трения между тюком и доской. Для «малых» углов 8 (до 30°) sin θ меньше 0,5, и отсюда Е меньше W. Поэтому если сын физически не в состоянии непосредственно положить тюк в телегу, как его отец, то он сможет закатить его вверх по наклонной доске.

Еще одним примером распространенного механизма является блок. Это — колесо с желобом, свободно вращающееся на оси. Выделяют системы блоков с коэффициентами «скорости» 1, 2, 3 и 4. Один закрепленный блок с пропущенной через него веревкой позволяет поднять груз L силой, направленной вниз, Е = Т₁ — натяжением веревки. Поскольку предплечия руки ведут себя как рычаги третьего рода, когда они тянут вверх, то менее утомительно тянуть вниз. Так как расстояния, «пройденные» точками приложения усилия и груза, равны, то КС=1.

Действия многих приспособлений для домашнего хозяйства основываются на правиле моментов. Все они имеют опору (или ось) Р, относительно которой силы производят вращающий эффект. Коэффициент «скорости» (КС) или выигрыш в скорости определен параметрами механизма, но механическая выгода (MB) или выигрыш в силе на практике никогда точно не определяется величиной КС. Представьте ломик, при помощи которого открывается прибитая гвоздями крышка упакованного ящика, как показано на рисунке.  На диаграмме сил d_E / d_L = y / x, отсюда КС = у / х.

Коэффициент полезного действия (КПД) определяется как отношение полезной произведенной работы к работе затраченной. Полезная работа, которая может быть получена от любого механизма, всегда меньше работы затраченной, потому что часть работы уходит на преодоление сил трении и передвижение частей механизма. Поэтому коэффициент полезного действия всегда меньше единицы. Коэффициент полезного действия = (полезная произведенная работа, Дж) / (затраченная работа, Дж) и не имеет размерности.

Еще одним понятием, касающимся «механизмов», является коэффициент «скорости» (КС), которое определяется как отношение «скорости» точки приложения усилия к «скорости» точки приложения (Т. П.) нагрузки. Отсюда КС =(«скорость» Т. П. усилия в мс^-1) / («скорость» нагрузки в мс^-1) и не имеет размерности. Из определения следует, что коэффициент скорости дается нам отношением «перемещения» точки приложения усилия в секунду к «перемещению» точки приложения нагрузки в секунду. Поскольку точка приложения усилия и точка приложения нагрузки «перемещаются» одно и то же время, то коэффициент «скорости» может быть выражен как («перемещение» Т.П. усилия d_E) / («перемещение» груза d_L).