Darbs (fizika)

Vikipēdijas lapa
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
Šis raksts ir par fizikālu lielumu. Par citām jēdziena Darbs nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.

Fizikā darbs ir spēka iedarbības uz dažādiem objektiem kvantitatīvs raksturlielums (enerģijas pārmaiņas dažādu spēku ietekmē). Tāpat kā enerģija, tas ir skalārs lielums, SI to mēra džoulos. Terminu darbs pirmo reizi minēja franču matemātiķis Kaspars Gustavs Kariols 1830. gadā.[1]

Balstoties uz darba-enerģijas teoriju, ja ārējais lauks iedarbojas uz kādu objektu kinētiskā enerģija mainās no Ek1 uz Ek2, līdz ar to darbs (W) ir:[2]

W = \Delta E_k = E_{k2} - E_{k1} = \frac{1}{2}m \Delta (v^2) \,\!

kur m ir objekta masa un v ir objekta ātrums.

Darba pielietojumu uz kādu objektu var aprēķināt sareizinot pielietoto spēku (F) un objekta veikto pārvietojumu (d). Formula:

W = \mathbf{F}\cdot \mathbf{d}=Fd \cos\theta.  \,\!

Ievads[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Beisbola bumbas metējs veic pozitīvu darbu, pievadot bumbai enerģiju. Un ķērājs pielieto negatīvu darbu.

Darbs var būt vienāds ar nulli, pat ja tiek pielietots spēks. Centrtieces spēkam ir apļveida kustības, piemēram, darbs ir vienāds ar nulli, ja pārvietojamā objekta kinētiskā enerģija nemainās. Līdzīgi, kad grāmata stāv uz galda, galds attiecībā pret grāmatu neveic darbu, lai gan spēki ir vienādi ar mg svārstībām, jo nenotiek enerģijas izmaiņas ne iekšā grāmatā, ne ārpus tās.

Siltuma vadītspēja netiek uzskatīta par darba veidu, kopš enerģija ir redzama atomu vibrācijās labāk kā makroskopiskā pārvietošanā.

Mērvienības[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Darba SI sistēmas mērvienība ir džouls (J), kurš tiek definēts kā darbs, kas paveikts ar vienu ņūtonu lielu spēku vienu metru garā distancē. Šī definīcija tiek balstīta uz Sadī Karno 1824. gadā izvirzīto darba definīciju, ka "svars paaugstinās līdz ar augstumu", kas tiek balstīta uz faktu, ka vecos tvaika dzinējus galvenokārt izmantoja, lai paceltu ūdens spaiņus, par spīti gravitācijai, ārā no šahtām. Līdzvērtīgais mērs ņūtonmetrs (N•m) dažbrīd tiek izmantots kā aizvietotājs; tomēr, tas dažbrīd tiek piemērots priekš saliktiem spēkiem, lai atšķirtu darba mērvienības no enerģijas.

Citas darba mērvienības, kas nav iekļautas SI, ir ergs, pēdmārciņa, u.c.

Atsauces[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. Jammer, Max (1957). Concepts of Force. Dover Publications, Inc.. ISBN 0-486-40689-X.
  2. Tipler (1991), page 138.