12 Күш жұмысы және оның қисықсызықты интеграл арқылы түрлендіру

Механикалық жұмыс – күштің түсірілген нүктесінің орын ауыстыру бағытына проекциясының осы орын ауыстыру шамасына көбейтіндісіне тең күш әсерінің өлшемі. Біз қоршаған ортада қандай да бір күшпен (тартылыс, серпімділік, тебіліс т.б.) біріне-бірі әсер етуші денелерді кездестіреміз. Сонда денелер тек күштердің әсерінен орын ауыстырады. Олай болса, күштердің денелердің орын ауыстыруымен байланысты әсеріне сипаттама беру қажет болады. Механикада мұндай сипаттамаға физикалық шама алынады және күштің орын ауыстыру бойымен бағытталған құраушысы неғұрлым көп, әрі күш түскен нүкте алысырақ жылжыса, онда ол шама соғұрлым үлкен болады. Бұл шама физикада жұмыс деп аталады.

Түзу сызықты қозғалыс кезінде күш тұрақты және орын ауыстыру бойымен бағытталған жағдайда жұмыс күші мен оның түскен нүктесінің орын ауыстыруының көбейтіндісіне пропорционал болады, яғни  , мұндағы k - пропорционалдық коэффициент, бұдан   және k=1 десек, онда сонымен жұмыс шамасы сан жағынан F күшінің, күш түскен нүктенің s орын ауыстыруының және күш бағыты мен орын ауыстыру арасындағы α бұрышы косинусының көбейтіндісіне тең болады. Жұмыс күш пен орын ауыстыру векторларының скалярлық көбейтіндісіне тең болғандықтан скаляр шама болып табылады.Егер де күш бағыты мен дененің орын ауыстыруының арасындағы бұрыш сүйір [α <900) болса, онда Fs cosα көбейтіндісі оң болады да , F күші оң жұмыс жасайды, яғни А>0, егер күш бағыты мен дененің орын ауыстыруының арасындағы бұрыш доғал [900< α <1800) болса, онда күштің жасаған жұмысы теріс болады, яғни А<0. Бұл кезде күш теріс жұмыс жасамайды, керісінше жұмыс түсірілген күшке қарсы, істелінеді дейді. Егер күш пен орын ауыстырудың арасындағы бұрыш α =900 болса, онда cos α=0 де жұмыс жасалмайды.

Енді жұмыстың өлшем бірліктерін қарастырайық. Бірліктердің халықаралық жүйесінде жұмыс өлшеміне 1 Джоуль алынады, яғни күш бағыты мен орын ауыстырудың бағыты сәйкес келетін болса, онда 1Дж = 1Н /1м болады. Жолдың едәуір бөлігіндегі (қозғалыс қисық сызықты) айнымалы күштің жұмысы, жолдың жеткілікті аз бөлігіндегі элементар жұмыстардың қосындысы болып табылатынын түсіндіру керек, мұнда күш пен α бұрышы тұрақты деп алынады:

13. Қуат

Қуат (орыс. мощность ) уақыт бірлігі ішінде істелінген жұмыстың сол уақытқа қатынасымен өлшенетін физикалық шама. 1. Сәулеленетін энергияның мөлшері немесе уақыт бірлігінде орындалатын кез келген жұмыс, өлшем бірлігі ватт. 2. Жүйенің өнім шығаруға, яғни оның уақыт бірлігіі ще белгілі бір жұмыс көлемін орындау қабілеттілігін анықтайтын сипаттама. 3. Белгілі бір қасиеттерге ие, кодалау теориясындағы көрсеткіш берілген жиында N элементтер санын сипаттайды. М символдарынан N разрядты бірыңғай коданың қуаты N = т".^[1]

Қуаттың бірліктердің халықаралық жүйесіндегі (СИ) өлшем бірлігі – Ватт (Вт). Вт=Дж/с. Қуаттың еселі өлшемдері:1 кВт=10³Вт, 1 МВт=10⁶Вт техникада кеңінен қолданылады; сонымен қатар Қуат бірлігі ретінде ат күші (а. к.) де қолданылады, 1 а.к.=735,5Вт.

Бірқалыпты жұмыс істейтін жүйе үшін қуат: N=А/t өрнегі бойынша есептеледі, мұндағы А – t уақыт ішінде істелетін жұмыс, жалпы жағдайда лездік қуат -

 ,

dA – элементар уақыт бірлігі (dt) ішіндегі элементар жұмыс.

Механикалық қуат

Дененің қозғалыс бағытымен әсер ететін тұрақты күштің қуатын:

өрнегімен де анықтауға болады, мұндағы F – денеге әсер ететін күш, V – дененің жылдамдығы.

Электр қуаты

Электр қуатының лездік мәні

формуласымен есептеледі. Реактивті қуат - электротехникалық құрылғылардағы электромагниттік өріс энергиясынын тербелісі жасайтын жүктемені сипаттайтын шама.^[2]