Множення шляху і сили

При використанні найпростіших механізмів відбувається виграш у силі, майже рівний програшу в дорозі. На прикладі важеля видно, що рівновага досягається, коли твір сили і довжини плеча з одного боку дорівнює добутку сили і довжини плеча з іншого боку. При цьому самі сили і довжини плечей можуть бути якими завгодно, головне, щоб їхні твори були рівними. Тобто жоден простий механізм не дає виграшу, якщо розглядати твір шляху і сили.

Твір сили на пройдений тілом під дією цієї сили шлях прийнято називати механічною роботою:

A = Fs

Ця формула підходить тільки для випадків, коли тіло рухається в напрямку дії сили. В інших випадках формула може відрізнятися. Наприклад, якщо тіло рухається по поверхні, і на нього діє сила тертя, яка спрямована в протилежний бік, то робота буде негативна:

A = -Fs

Якщо хоча б одна з величин (F або s) буде дорівнює нулю, значить робота також буде дорівнює нулю, незалежно від того, чому дорівнює інша величина. Якщо, наприклад, ви намагаєтеся підняти важкий вантаж, прикладаючи всі свої сили, але не можете його навіть відірвати від землі, значить, ви не робите ніякої роботи, так як s = 0. Або якщо в космічному просторі летить по інерції якої-небудь тіло , на яке не діє ніяка сила, то робота також буде дорівнює нулю, так як F = 0.

Одиницею виміру роботи в системі СІ є джоуль (Дж). Робота, яка здійснюється силою в 1 Н, і при цьому тіло, до якого прикладається ця сила проходить шлях, рівний 1 м, дорівнює 1 Дж. Таким чином, 1 Дж = 1 Н * 1 м.

Роботу можна обчислити, знаючи пройдений тілом шлях і прикладену для цього силу. Наприклад, якщо тіло було переміщено на 5 м, і при цьому постійно прикладалася сила в 20 Н, то робота складе 100 Дж.

Посилання на основну публікацію