Энергия работа мощность.

Энергия – универсальное количество механического движения и взаимодействия всех видов материи с различными видами материи связывающей различные формы энергии. Поэтому можно говорить о механической энергии, тепловой электрических и магнитных полей. В одних процессах форма движения материи и соответствующая ей форма энергии не меняется так например при переходе тепла от горячего тела к холодному происходит перераспредиление тепловой энергии. В других случаях одна форма движения сопровождается переходом в другую форму движения при этом происходит переход одной формы энергии в другую. Так например при ударе молотом по наковальне механическая энергия переходит в тепловую. При вращении рамки во внешнем магнитном поле происходит переход механической энергии в энергию электрического поля. Изменение механического движение тела вызывается силами действующими на данное тело со стороны иных тел. Количественно процесс обмена энергией между взаимодействующими телами при механическом движении характеризуется с помощью понятия работа.

Предполагаем, что на некоторое тело действует внешняя сила F под действием силы тело получает ускорение, а со временем и скорость и в течении малого промежутка времени совершает перемещение X.

При этом говорят, что внешняя сила F совершила работу по перемещению данного тела на величину X.

Таким образом работа моделируется с помощью скалярной величины, и измеряется в (Дж)

В общем случае сила F в процессе движения может меняться как по величине так и по направлению поэтому удобно ввести понятие элементарной работы. Предполагаем, что F=f(x). Элементарная работа может быть определена так:

где: dX – элементарные перемещения совершаемые телом под действием данной силы F.

Для определения работы совершаемой силой F по перемещению тела под действием переменной силы F из точки О в точку имеющие координаты X необходимо просуммировать все элементарные работы совершаемые данной силой на участке прямой от О до X. Реально суммирование сводится к интегрированию и поэтому работа на данном участке определяется так:

При криволинейном движении работа в общем случае определяется следующим образом:

где: М – Координата начала движения; N – координата конца движения; dL – элементарное перемещение на криволинейном участке.

Из представленных выражений следует, что в том случае если угол между силой и перемещением является острым, то работа (элементарная работа) будет положительной и говорит о том, что сила совершает работу. В том случае если угол тупой, то работа (элементарная работа) отрицательна и говорит о том, что работа совершается против силы.

Мощность

Мощность – характеризует скорость совершаемой работы. В том случае если некоторая совершаемая работа А совершена за время t, то средняя мощность за данное время t равна:

Единицы измерения мощности (Дж/с или Вт). В том случае если за одинаковые промежутки времени совершаются разные работы то удобно ввести понятие мгновенная мощность или мощность в данный момент времени.