3.1. ЭНЕРГИЯ, РАБОТА, МОЩНОСТЬ

Энергия – универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Чтобы количественно характеризовать процесс обмена энергией между взаимодействующими телами, в механике вводится понятие работы силы.

Если тело движется прямолинейно и на него действует  постоянная сила  , то работа этой силы равна:

,

где   – перемещение тела;  - угол  между вектором    и   .

Элементарная работа силы   на перемещении   есть скалярная величина  ,  где   – элементарный путь.

В общем случае, когда сила  () изменяется как по модулю, так и по направлению на участке от точки 1 до точки 2, работа силы вычисляется через интеграл:

.

На графике (рис. 3.1) искомая работа определяется площадью криволинейной трапеции. Единица работы – джоуль (Дж).

Работа, совершаемая силой в 1 Н  на пути 1 м равна 1Дж. Скорость совершения работы характеризуется мощностью (N):

За время  сила  совершает работу  и мощность, развиваемая этой силой в данный момент времени, равна:

.

Единица мощности – ватт (Вт). 1 Вт – мощность, при которой за время 1с совершается работа, равная 1 Дж (1Вт =  1 Дж/с).