Praca odczytana z pola wykresu: siła i moc ze znakiem

Potrzebne wiadomości: Praca, energia kinetyczna, moc i pola prostych figur.

Najpierw ustal, jaka wielkość jest na każdej osi

Dla ruchu wzdłuż osi x pole pod F_x(x) daje pracę tej siły. W naszym przykładzie x rośnie przez cały badany odcinek; nie utożsamiamy go dowolnie z drogą po zawróceniu. Jednostka pola to N·m=J. Dla P(t) jednostka W·s także daje J. Natomiast pole pod F(t) ma jednostkę N·s i jest impulsem, nie pracą.

Moc przekazywaną do wybranego układu liczymy dodatnio, oddawaną na zewnątrz ujemnie. Dodatnie pole minus pole bezwzględne części ujemnej daje przekaz netto. Suma modułów odpowiadałaby innej wielkości: łącznej energii wymienionej w obu kierunkach.

Policz figury i sprawdź bilans

Na rysunku moc rośnie od zera do 30 W przez 2 s, pozostaje taka do 5 s i spada do zera po 7 s. Pola dwóch trójkątów i prostokąta wynoszą 30, 90 i 30 J. Razem dostarczono 150 J. Średnia moc to 150/7 W, a nie arytmetyczna średnia najwyższej i najniższej wartości.

Zmianę energii kinetycznej wyznacza praca siły wypadkowej. Gdy wykres dotyczy tylko siły silnika, trzeba uwzględnić także pracę pozostałych sił. Nie dopisujemy strat drugi raz, jeśli wykres już przedstawia moc netto układu.

Zadania do tego tematu

• Wykres siły obejmuje rozpędzanie i hamowanie
• Moc odzysku nie jest kolejnym poborem
• Ten sam impuls siły nie gwarantuje tej samej pracy

Dalsza lektura

Materiał referencyjny