Δύναμη εναντίον εργασίας
Η ισχύς και η εργασία είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες που συζητούνται στη μηχανική. Η ισχύς περιγράφει τον ρυθμό μεταφοράς ενέργειας. Η εργασία περιγράφει την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται. Και οι δύο αυτές έννοιες είναι πολύ σημαντικές σε τομείς όπως η μηχανική, η φυσική, η θερμοδυναμική και ακόμη και η ανθρώπινη βιολογία. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η εργασία και η ισχύς, οι ορισμοί τους, οι ομοιότητες μεταξύ εργασίας και ισχύος, οι εφαρμογές τους και τέλος η διαφορά μεταξύ δύναμης και εργασίας.
Εργασία
Στη φυσική, το έργο ορίζεται ως η ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται από μια δύναμη που ενεργεί σε απόσταση. Η εργασία είναι μια κλιμακωτή ποσότητα, που σημαίνει ότι υπάρχει μόνο μέγεθος για εργασία και η κατεύθυνση δεν είναι παρούσα. Σκεφτείτε ένα αντικείμενο που σύρεται σε μια τραχιά επιφάνεια. Υπάρχει τριβή που επενεργεί στο αντικείμενο. Για δεδομένα σημεία Α και Β, υπάρχει άπειρος αριθμός μονοπατιών μεταξύ τους. Επομένως, υπάρχουν άπειρες διαδρομές για να πάτε το κιβώτιο από το Α στο Β. Εάν η απόσταση που διανύει το κιβώτιο όταν ακολουθείται σε μια συγκεκριμένη διαδρομή είναι x, η εργασία που γίνεται με την τριβή (F) στο κουτί είναι –F x, λαμβάνοντας υπόψη μόνο τις κλιμακωτές τιμές. Διαφορετικές διαδρομές έχουν διαφορετικές τιμές x. Επομένως, η δουλειά που γίνεται είναι διαφορετική. Μπορεί να αποδειχθεί ότι η εργασία εξαρτάται από τη διαδρομή που ακολουθείται, πράγμα που σημαίνει ότι η εργασία είναι συνάρτηση διαδρομής. Για ένα συντηρητικό πεδίο δύναμης, η εργασία που γίνεται μπορεί να ληφθεί ως συνάρτηση κατάστασης. Η μονάδα εργασίας του SI είναι Joule, που ονομάστηκε προς τιμή του Άγγλου φυσικού James Joule. Η μονάδα CGS για εργασία είναι erg. Άλλες μονάδες είναι πόδι-λίβρα, πόδι-λίβρα και λίτρο-ατμόσφαιρα. Στη θερμοδυναμική, η εργασία αναφέρεται συνήθως ως έργο πίεσης επειδή η εσωτερική ή εξωτερική πίεση είναι η γεννήτρια δύναμης που κάνει τη δουλειά. Σε μια κατάσταση σταθερής πίεσης, η εργασία που γίνεται μπορεί να ληφθεί ως P. ΔV, όπου P είναι η πίεση και ΔV είναι η μεταβολή του όγκου.
Ισχύς
Για να κατανοήσει κανείς σωστά την έννοια της δύναμης, πρέπει πρώτα να κατανοήσει την έννοια της ενέργειας. Η ενέργεια είναι μια μη διαισθητική έννοια. Ο όρος «ενέργεια» προέρχεται από την ελληνική λέξη «energeia», που σημαίνει λειτουργία ή δραστηριότητα. Με αυτή την έννοια η ενέργεια είναι ο μηχανισμός πίσω από μια δραστηριότητα. Η ενέργεια δεν είναι μια άμεσα παρατηρήσιμη ποσότητα. Αλλά μπορεί να υπολογιστεί με τη μέτρηση των εξωτερικών ιδιοτήτων. Η ενέργεια μπορεί να βρεθεί με πολλές μορφές. Η κινητική ενέργεια, η θερμική ενέργεια και η δυναμική ενέργεια είναι μερικά. Η ενέργεια μετριέται σε joule. Η ισχύς ορίζεται ως ο ρυθμός της ενέργειας. Αυτός ο ρυθμός μπορεί να είναι μετατροπή ή δημιουργία ενέργειας. Όταν δεν υπάρχουν πυρηνικές αντιδράσεις, η ισχύς είναι πάντα ο ρυθμός μετατροπής της ενέργειας. Η ενέργεια μετριέται σε watt. 1 watt ισούται με 1 joule ανά δευτερόλεπτο. Στα ηλεκτρικά συστήματα, μια μονάδα που προέρχεται από watt χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ποσότητας ενέργειας. Αυτή η μονάδα είναι κιλοβατώρα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Power και Work;
• Η εργασία αντιπροσωπεύει την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρεται όταν κάνετε κάτι. Η ισχύς αντιπροσωπεύει πόσο γρήγορα μεταφέρθηκε η ενέργεια.
• Η εργασία μετριέται σε τζάουλ ενώ η ισχύς μετριέται σε βατ.
• Ένα αντικείμενο μπορεί να έχει μια τιμή για την ισχύ χωρίς να κάνει καμία εργασία. Εάν το αντικείμενο κάνει οποιαδήποτε εργασία, η τιμή της ισχύος δεν μπορεί να είναι μηδέν.
