ГЛАВА 10. РАБОТА, МОЩНОСТЬ, ЭНЕРГИЯ. ТЕОРЕМА ОБ ИЗМЕНЕНИИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
Рассмотрим движущееся тело, на которое действует некоторая сила . Эта сила может быть постоянной, а может меняться в процессе движения тела. Работа силы (или, как часто говорят, работа, совершенная силой ) на бесконечно малом участке траектории движения тела определяется как произведение модуля силы F, действующей на тело в тот момент времени, когда оно находилось на этом участке траектории, на длину этого участка (модуль вектора перемещения тела на этом участке) и на косинус угла между векторами силы и перемещения
Работу силы на бесконечно малом участке траектории (10.1) принято называть элементарной работой. Работа силы на конечном отрезке пути равна сумме элементарных работ этой силы на тех малых участках , на которые можно разбить рассматриваемый конечный отрезок пути и на которых силу можно считать неизменной
где и – величина силы и угол между вектором силы и перемещения на i-м участке траектории. Из формулы (10.2) следует, что если сила не изменяется, ее работа при прямолинейном движении тела равна
где – перемещение тела; – угол между вектором силы и вектором перемещения . Как следует из определения, работа является величиной алгебраической, то есть может быть положительной, отрицательной или равной нулю, причем знак работы зависит от угла между силой и перемещением.
Согласно формулам (10.1), (10.2) можно определить работу независимо для каждой силы, действующей на тело, а не только для той «под действием» которой тело движется. Например, если вы бежите за медленно движущейся машиной и подталкиваете ее силой F = 1 Н, то при перемещении машины на расстояние S = 1 км вы совершаете над ней работу A = FS = 1000 Дж, несмотря на то, что движение машины определяется совсем другими силами, а вклад «вашей» силы в ее движение ничтожен.