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).