Работа, мощность, энергия

Понятие работа вводится для характеристики перемещающего действия силы. Работа равна произведению движущей силы на перемещение

, (19)

где α – угол между направлением действия силы и перемещением.

Единицей работы является джоуль (Дж), размерность которого кг*м²/с².

Мощность N измеряется отношением работы ∆А к промежутку времени ∆t, за который она совершена

. (20)

При движении тела с постоянной скоростью υ мощность определяется формулой

.

При изменяющейся мощности имеет место средняя мощность

.

И мгновенная мощность

.

Единицей мощности в СИ является ватт (Вт).

Энергия – важнейшая физическая величина, характеризующая способность тела или системы тел совершать работу.

Энергия определяется способностью системы совершать работу при ее переходе из одного состояния в другое.

Таким образом, энергия связана либо с движением системы или ее частей – кинетическая энергия, либо с взаимным расположением взаимодействующих элементов системы – потенциальная энергия.

Изменение энергии выражается работой, которую может совершить система при переходе из одного состояния в другое, то есть совершаемая системой работа численно равна изменению ее энергии

.

В частности, кинетическая энергия представляется формулой

; (21)

потенциальная энергия в поле тяготения

, (22)

где h – высота тела над поверхностью Земли.

Потенциальная энергия упругой деформации

, (23)

где k=ES/x коэффициент пропорциональности (Е – модуль Юнга, S – площадь сечения, х – длина).