Jauda pret darbu
Jauda un darbs ir divi ļoti svarīgi mehānikā apspriestie jēdzieni. Jauda raksturo enerģijas pārneses ātrumu. Darbs apraksta nodotās enerģijas daudzumu. Abi šie jēdzieni ir ļoti svarīgi tādās jomās kā inženierija, fizika, termodinamika un pat cilvēka bioloģija. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir darbs un spēks, to definīcijas, līdzības starp darbu un varu, to pielietojumu un visbeidzot atšķirības starp spēku un darbu.
Darbs
Fizikā darbs tiek definēts kā enerģijas daudzums, ko pārnes spēks, kas darbojas attālumā. Darbs ir skalārs lielums, kas nozīmē, ka darbam ir tikai lielums, un virziena nav. Apsveriet objektu, kas tiek vilkts pa raupju virsmu. Uz objektu iedarbojas berze. Dotiem punktiem A un B starp tiem pastāv bezgalīgs ceļu skaits; tāpēc ir bezgalīgi daudz maršrutu, kā nogādāt kasti no A līdz B. Ja attālums, ko kaste veic, kad tā tiek paņemta pa noteiktu ceļu, ir x, darbs ar berzi (F) uz kastes ir –F x, ņemot vērā tikai skalārās vērtības. Dažādiem ceļiem ir dažādas x vērtības. Tāpēc paveiktais darbs ir atšķirīgs. Var pierādīt, ka darbs ir atkarīgs no izvēlētā ceļa, kas nozīmē, ka darbs ir ceļa funkcija. Konservatīvam spēka laukam paveikto var uztvert kā valsts funkciju. SI darba vienība ir Džouls, kas nosaukts par godu angļu fiziķim Džeimsam Džoulam. CGS vienība darbam ir erg. Citas mērvienības ir pēda-mārciņa, pēda-mārciņa un litrs-atmosfēra. Termodinamikā darbu parasti sauc par spiediena darbu, jo iekšējais vai ārējais spiediens ir spēka ģenerators, kas veic darbu. Pastāvīgā spiediena situācijā paveikto darbu var uzskatīt par P. ΔV, kur P ir spiediens un ΔV ir tilpuma izmaiņas.
Jauda
Lai pareizi saprastu spēka jēdzienu, vispirms ir jāsaprot enerģijas jēdziens. Enerģija ir neintuitīvs jēdziens. Termins “enerģija” ir atvasināts no grieķu vārda “energeia”, kas nozīmē darbību vai darbību. Šajā ziņā enerģija ir darbības mehānisms. Enerģija nav tieši novērojams daudzums. Bet to var aprēķināt, izmērot ārējās īpašības. Enerģiju var atrast dažādos veidos. Kinētiskā enerģija, siltumenerģija un potenciālā enerģija ir tikai daži no tiem. Enerģiju mēra džoulos. Jauda tiek definēta kā enerģijas ātrums. Šis ātrums var būt pārveidošana vai enerģijas radīšana. Ja kodolreakcijas nenotiek, jauda vienmēr ir enerģijas pārvēršanas ātrums. Enerģiju mēra vatos. 1 vats ir vienāds ar 1 džoulu sekundē. Elektriskās sistēmās enerģijas daudzuma mērīšanai izmanto mērvienību, kas iegūta no vatiem. Šī vienība ir kilovatstunda.
Kāda ir atšķirība starp spēku un darbu?
• Darbs atspoguļo enerģijas daudzumu, kas tiek nodots, kaut ko darot. Jauda norāda, cik ātri tika pārnesta enerģija.
• Darbs tiek mērīts džoulos, bet jauda tiek mērīta vatos.
• Objektam var būt jaudas vērtība, neveicot nekādu darbu. Ja objekts veic kādu darbu, jaudas vērtība nevar būt nulle.
