Теория:
Для того чтобы произвести любую работу, необходима энергия.
Рассмотрим примеры механической работы.
Чтобы с утра зазвенел будильник, должна быть энергия, при потреблении которой звенел бы звонок. В механических часах такая энергия имеется в заведённой пружине. Пружина, понемногу распрямляясь, теряет энергию. Звонок эту энергию потребляет и, звеня, совершает работу.
Другой пример — механизм для забивания свай, при помощи которого в основание новостройки загоняют длинные железобетонные сваи. Электромотор забойщика свай поднимает на тросе вверх тяжёлый молот. Молот так же, как и все другие тела, поднимаемые над поверхностью земли, накапливает энергию. После этого молот отпускается и свободно падает вниз. Во время удара энергия расходуется, молот производит работу, и свая с каждым ударом погружается всё глубже в землю. Чем больше энергия у поднятого молота, тем глубже в землю он может вогнать сваю.
Сколько выполняется работы, столько тратится энергии.
Лошадь зимой тянет сани. Сани скользят легко, и чтобы их тянуть, особо большая сила не нужна. Всё же при движении саней (на некотором участке пути) совершается работа.
Если тянуть эти же сани летом, лошадь должна будет приложить гораздо больше силы, чтобы продвинуть их вперёд. И, пройдя такой же участок дороги, ею будет совершена гораздо большая работа.
Чем больше сила, которая перемещает тело, тем больше производимая работа.
Величина работы зависит не только от силы, приложенной к телу, но и от пройденного пути.
Пример:
лошадь может тянуть сани на коротком участке пути, а может тянуть и на большое расстояние. Во втором случае совершённая работа будет больше.
Произведённая работа зависит от величины силы, действующей на тело, и от длины пройденного телом пути:
,
где \(A\) — работа, \(s\) — путь.
Работа и энергия измеряются в одних и тех же единицах — джоулях (Дж) (в честь учёного, физика Джеймса Прескотта Джоуля).
Международное обозначение, принятое для джоуля, — \(J\).
Если сила в \(1\) ньютон перемещает тело на \(1\) метр, тогда совершается работа величиной \(1\) джоуль.