У термодинаміці при зміні об'єму тіла на величину dV під дією тиску P над тілом виконується робота
.
Робота в механіці характеризує дію сили і пов’язана з переміщенням (Рис.12).
де це кут між напрямком дії сили і переміщенням.
Робота – скалярна величина, вона може бути як додатною, так і від’ємною. Якщо напрям дії сили збігається з напрямком переміщення, то робота сили над тілом вважається додатною, . Якщо напрям дії сили і напрям переміщення протилежні, то робота буде від’ємною Одиниця роботи в СІ – Джоуль: .
Потужність – це фізична величина, яка дорівнює виконаній роботі за інтервал часу. Потужність – це є швидкість виконання роботи.
Потужність величина скалярна і в СІ вимірюється у ватах: .
Під час дії на тіло сили F, якщо воно рухається зі швидкістю , то потужність даної сили:
P =
Механічна енергія – це фізична величина, яка характеризує механічний стан тіла і є загальною мірою різних видів механічного руху і різних взаємодій. Кінетична енергія характеризує рухоме тіло і пов’язана зі швидкістю тіла:
Ек =
Потенціальна енергія характеризує взаємодію тіл або його частин і визначається їхнім взаємним розташуванням (Рис.13).
Потенціальна енергія тіла у полі тяжіння по переміщенню тіла у положення, в якому потенціальна енергія рівна нулю.
Робота сили тяжіння не залежить від форми траєкторії, а буде визначатися тільки різницею потенціальних енергій тіла у початковому і
кінцевих положеннях.
Рисунок 1
Потенціальна енергія пружно деформованого тіла обчислюється за формулою:
де k- коефіцієнт пружності тіла.
Потенціальна енергія тіла масою m в полі тяжіння тіла масою М обчислюється за формулою:
r – відстань між матеріальними точками.
Робота рівнодійної сил, що прикладені до тіла, дорівнює зміні його кінетичної енергії (теорема про кінетичну енергію):
А =
Пружно деформоване тіло при зміні деформації від до буде виконувати роботу:
Під час переміщення матеріальної точки масою m відносно іншої точки М сили тяжіння виконують роботу:
Повна механічна енергія замкненої системи, у якій діють тільки внутрішні сили, залишається, сталою:
Ек1 + Еп1 = Ек2 + Еп2
Дане рівняння виражає закон збереження повної механічної енергії.
Якщо в системі діють не потенціальні сили (наприклад сила тертя), то механічна енергія може перетворюватися у внутрішню.
