Jėga prieš darbą
Jėga ir darbas yra dvi labai svarbios sąvokos, aptariamos mechanikoje. Galia apibūdina energijos perdavimo greitį. Darbe aprašomas perduodamos energijos kiekis. Abi šios sąvokos yra labai svarbios tokiose srityse kaip inžinerija, fizika, termodinamika ir net žmogaus biologija. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra darbas ir galia, jų apibrėžimus, darbo ir galios panašumus, jų pritaikymą ir galiausiai skirtumą tarp galios ir darbo.
Darbas
Fizikoje darbas apibrėžiamas kaip energijos kiekis, kurį perduoda jėga, veikianti per atstumą. Darbas yra skaliarinis dydis, o tai reiškia, kad yra tik darbo dydis, o krypties nėra. Apsvarstykite objektą, velkamą ant grubaus paviršiaus. Objektą veikia trintis. Duotiems taškams A ir B tarp jų yra begalinis kelių skaičius; todėl yra be galo daug maršrutų, kuriais galima nunešti dėžę iš A į B. Jei atstumas, kurį dėžė nuvažiuoja, kai ji nukeliauja tam tikru keliu, yra x, darbas, atliktas dėl trinties (F) ant dėžės, yra –F x, atsižvelgiant tik į skaliarines vertes. Skirtingi keliai turi skirtingas x reikšmes. Todėl atliekami darbai skiriasi. Galima įrodyti, kad darbas priklauso nuo nueito kelio, o tai reiškia, kad darbas yra kelio funkcija. Konservatyviam jėgos laukui atliktas darbas gali būti laikomas valstybės funkcija. SI darbo vienetas yra Džaulis, pavadintas anglų fiziko Jameso Joule garbei. CGS vienetas darbui yra erg. Kiti vienetai yra pėdos svaras, pėdos svaras ir litras-atmosfera. Termodinamikoje darbas paprastai vadinamas slėgio darbu, nes vidinis arba išorinis slėgis yra jėgos generatorius, kuris atlieka darbą. Esant pastoviam slėgiui, atliktas darbas gali būti laikomas P. ΔV, kur P – slėgis, o ΔV – tūrio pokytis.
Galia
Norint tinkamai suprasti galios sąvoką, pirmiausia reikia suprasti energijos sąvoką. Energija yra neintuityvi sąvoka. Sąvoka „energija“yra kilusi iš graikų kalbos žodžio „energeia“, reiškiančio veikimą arba veiklą. Šia prasme energija yra veiklos mechanizmas. Energija nėra tiesiogiai stebimas dydis. Bet jį galima apskaičiuoti matuojant išorines savybes. Energijos gali būti įvairių formų. Kinetinė energija, šiluminė energija ir potenciali energija yra tik keletas. Energija matuojama džauliais. Galia apibrėžiama kaip energijos greitis. Šis greitis gali būti energijos konversija arba kūrimas. Kai branduolinių reakcijų nevyksta, galia visada yra energijos konversijos greitis. Energija matuojama vatais. 1 vatas yra lygus 1 džauliui per sekundę. Elektros sistemose energijos kiekiui matuoti naudojamas vienetas, gautas iš vatų. Šis vienetas yra kilovatvalandė.
Kuo skiriasi galia ir darbas?
• Darbas reiškia energijos kiekį, perduodamą ką nors darant. Galia parodo, kaip greitai buvo perduota energija.
• Darbas matuojamas džauliais, o galia matuojama vatais.
• Objektas gali turėti galios vertę neatliekant jokio darbo. Jei objektas atlieka kokį nors darbą, galios reikšmė negali būti lygi nuliui.
