Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия
механической работы или работы силы.Работой A, совершаемой
постоянной силой называется физическая величина,
равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α
между векторами силы и перемещения (рис. 1):
A = Fs cos α.
Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна
(0° ≤ α < 90°), так и отрицательна
(90° < α ≤ 180°). При α = 90° работа,
совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях
(Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении
1 м в направлении действия силы.
Рисунок 1. Работа силы :
Если проекция силы на направление перемещения не остается постоянной, работу следует вычислять для малых
перемещений и суммировать результаты:
Это сумма в пределе (Δsi → 0) переходит в интеграл.
Графически работа определяется по площади криволинейной фигуры под графиком
Fs(x) (рис. 2).
Рисунок 2. Графическое определение работы.
ΔAi = FsiΔsi.
Примером силы, модуль которой зависит от координаты, может служить упругая
сила пружины, подчиняющаяся закону Гука. Для того, чтобы растянуть
пружину, к ней нужно приложить внешнюю силу модуль которой пропорционален удлинению пружины
(рис. 3).
Рисунок 3. Растянутая пружина. Направление внешней силы совпадает с направлением
перемещения . k – жесткость
пружины.
Зависимость модуля внешней силы от координаты x изображается на графике
прямой линией (рис. 4).
Рисунок 4. Зависимость модуля внешней силы от
координаты при растяжении пружины.
По площади треугольника на рис. 4 можно определить работу,
совершенную внешней силой, приложенной к правому свободному концу пружины:
Этой же формулой выражается работа, совершенная внешней силой при
сжатии пружины. В обоих случаях работа упругой силы равна по модулю работе внешней силы и противоположна ей по знаку. Если к телу приложено несколько сил,
то общая работа всех сил равна алгебраической сумме работ, совершаемых
отдельными силами, и равна работе равнодействующей приложенных сил.
Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.
Мощность N – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку
времени t, в течение которого совершена эта работа:
В Международной системе (СИ) единица мощности называется ватт
(Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время
1 с.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса? (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды. Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
называется физическая величина,
равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α
между векторами силы 
и перемещения 
(рис. 1):
: 
силы 
на направление перемещения 
не остается постоянной, работу следует вычислять для малых
перемещений 
и суммировать результаты:
модуль которой пропорционален удлинению пружины
(рис. 3).
совпадает с направлением
перемещения 
. 
k – жесткость
пружины. 
равна по модулю работе внешней силы 
и противоположна ей по знаку. Если к телу приложено несколько сил,
то общая работа всех сил равна алгебраической сумме работ, совершаемых
отдельными силами, и равна работе равнодействующей приложенных сил.
Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью.
Мощность N – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку
времени t, в течение которого совершена эта работа:
