Физика / Механика
Работа силы
Работа силы показывает, сколько энергии передается телу при перемещении под действием силы.
Формула
Обозначения
- $A$
- работа силы, Дж
- $F$
- сила, Н
- $s$
- перемещение, м
- $\alpha$
- угол между силой и перемещением, градусы или радианы
Подробное объяснение
Работу совершает только та часть силы, которая направлена вдоль перемещения. Поэтому в формуле появляется cos α: он выделяет проекцию силы на направление движения.
Если сила помогает движению, работа положительна. Если сила направлена против движения, работа отрицательна. Если сила перпендикулярна перемещению, работа равна нулю.
Как пользоваться формулой
- Определите силу, перемещение и угол между ними.
- Проверьте, что сила и перемещение относятся к одному и тому же участку движения.
- Подставьте значения в A = Fs cos α.
- Учитывайте знак работы через угол между силой и перемещением.
Историческая справка
Понятие работы сформировалось в механике XIX века при анализе машин, энергии и полезного действия сил. Современная школьная формула выражает скалярное произведение силы и перемещения.
Пример
Если сила направлена вдоль перемещения, то cos 0° = 1 и A = Fs.
Частая ошибка
Если сила перпендикулярна перемещению, работа равна нулю.
Связанные формулы
Физика
Второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона связывает равнодействующую силу, массу тела и ускорение.