Работа

Говорят, что работа произведена, если результирующая сила заставляет двигаться тело на расстояние, изме­ряемое в направлении действия этой силы. Произведенная работа выводит­ся из подсчета произведения силы и расстояния, пройденного в направ­лении действия силы, т. е. произве­денная работа = сила Храсстояние, пройденное в направлении действия силы. Из этого определения следует, что не произведено никакой работы, если расстояние, преодоленное в на­правлении действия силы, равно нулю.

Теперь представим фер­мера (рис. 1.5,6), который несет ме­шок картофеля на уровне, постоянном по отношению к поверхности Земли. Здесь в отношении картофеля не про­изведено никакой работы, потому что сила, действующая на него в направ­лении движения, равна нулю.Верти­кально направленная вниз сила, из­вестная как вес W мешка, уравнове­шена направленной вверх силой дав­ления Р рук фермера на этот мешок. Таким образом, результирующая вер­тикальная сила равна нулю. Движение происходит в горизонтальном направ­лении, которое перпендикулярно на­правлению действия сил. Поскольку ни одна сила не действует в горизон­тальном направлении, в физическом смысле никакой работы не произве­дено, хотя было бы чрезвычайно труд­но убедить фермера в том, что он сов­сем не работал!

Центростремительная сила

Для того чтобы этой силой была проделана работа, необходимо, чтобы движение тела происходило вдоль ли­нии ее действия. Действие этой силы не всегда очевидно. Например, на гирьку, которая вращается на конце нити по горизонтальному кругу (рис. 1.6), дей­ствует центростремительная сила Т.

Скорость гирьки постоянно изменяется, поэтому считаем, что она движет­ся с ускорением. (Хотя значение ско­рости гирьки постоянно, но направле­ние ее движения изменяется по мере перемещения вдоль всего кругового пути.) Поскольку она движется с уско­рением, то должна быть сила, являю­щаяся причиной этого ускорения. Это центростремительная сила. Направле­ние движения гирьки всегда перпен­дикулярно направлению действия силы, так, расстояние, пройденное те­лом в направлении силы, равно нулю. Поэтому утверждается, что центро­стремительная сила не совершает ра­боты при перемещении гирьки по го­ризонтальному кругу. Этот пример показывает, что, когда мы имеем дело с понятием «работа», важно учиты­вать перемещение только в направ­лении   действия приложенной   силы.

Энергия 

Тело, способное произвести работу, рассматривается как тело, обладаю­щее энергией. Энергия классифици­руется на многие различные формы, такие, как: потенциальная энергия (энергия состояния или положения, например, сжатой пружины или объек­та, который поднят над землей, на­пример копер при забивании сваи), кинетическая энергия (энергия, свя­занная с движением), химическая энергия, тепловая (внутренняя) энер­гия, световая энергия, звуковая энер­гия, электрическая энергия, магнитная энергия, гравитационная энергия, ядерная энергия. Энергия может пере­ходить из одной формы в другую или, точнее, из одной формы во многие дру­гие формы энергии. Например, лампа накаливания, к которой подведена электрическая энергия, преобразует ее во внутреннюю энергию, которая в ре­зультате проявляется в виде тепло­вой энергии, световой энергии и не­которых других форм энергии.