Механическая работа

В начале 19-го века на заводах и фабриках уже работали станки, по железным дорогам громыхали первые паровозы, а моря и реки бороздили первые пароходы. Все они приводились в движение двигателями.

Двигатель назвали двигателем потому, что он всегда что- то движет: он прикладывает силу, причем точка приложения этой силы перемещается в направлении действия силы. Например, когда подъемный кран поднимает груз, кран прикладывает к грузу силу, точка приложения которой поднимается вместе с грузом.

Французский ученый В. Понселе предложил считать мерой действия двигателя произведение модуля силы на модуль перемещения точки приложения силы. Эту величину ученый назвал механической работой.

Механическую работу обозначают буквой А и для краткости часто называют просто работой. Понятие механической работы оказалось очень полезным, поэтому его распространили и на случаи, когда направление силы не совпадает с направлением перемещения точки приложения силы.

Мы ограничимся здесь случаями, когда направление силы совпадает с направлением перемещения точки приложения силы, противоположно ему или перпендикулярно. При этом механическую работу А определяют следующим образом.

а) Если направление силы совпадает с направлением перемещения точки приложения силы, то работа силы

А = Fs.

В этом случае работа силы положительна.
б) Если направление силы противоположно направлению перемещения точки приложения силы, то работа силы

А = -Fs.

В этом случае работа силы отрицательна.
в) Если направление силы перпендикулярно направлению перемещения точки приложения силы, то работа силы равна нулю.

Ниже мы рассмотрим примеры, соответствующие каждому из этих случаев.

Обратите внимание на то, что работа — скалярная физическая величина.

Значение физического термина «работа» существенно отличается от значения слова «работа» в житейском смысле.

Например, когда вы думаете над трудной задачей, вы работаете головой, но механической работы вы при этом не совершаете. Не совершает механическую работу и человек, держащий на весу тяжелый груз (см. раздел «Развитие темы»).

Окончание >>>