Қуат пен Жұмыс
Қуат пен жұмыс - механикада талқыланатын өте маңызды екі ұғым. Қуат энергияның берілу жылдамдығын сипаттайды. Жұмыс берілген энергияның мөлшерін сипаттайды. Бұл екі ұғым да инженерия, физика, термодинамика және тіпті адам биологиясы сияқты салаларда өте маңызды. Бұл мақалада біз жұмыс пен күштің не екенін, олардың анықтамаларын, жұмыс пен қуат арасындағы ұқсастықтарды, олардың қолданылуын және соңында қуат пен жұмыстың айырмашылығын талқылаймыз.
Жұмыс
Физикада жұмыс қашықтық арқылы әсер ететін күш арқылы берілетін энергия мөлшері ретінде анықталады. Жұмыс скаляр шама болып табылады, яғни жұмыс үшін тек шама бар, ал бағыт жоқ. Кедір-бұдыр бетке сүйретіліп жатқан нысанды қарастырайық. Затқа әсер ететін үйкеліс бар. Берілген А және В нүктелері үшін олардың арасында жолдардың шексіз саны бар; сондықтан қорапты А-дан В-ге дейін жеткізудің шексіз көп жолдары бар. Егер қорап белгілі бір жолмен жүргенде жүріп өтетін қашықтық x болса, қораптағы үйкеліс (F) жұмысы –F x болады, тек скаляр мәндер. Әртүрлі жолдарда әртүрлі x мәндері болады. Демек, атқарылған жұмыс басқаша. Жұмыстың жүріп өткен жолға тәуелді екенін дәлелдеуге болады, яғни жұмыс жол функциясы. Консервативті күш өрісі үшін орындалған жұмысты күй функциясы ретінде алуға болады. SI жұмыс бірлігі - Джоуль, ағылшын физигі Джеймс Джоульдің құрметіне аталған. Жұмысқа арналған CGS бірлігі erg. Басқа бірліктерге фут-фунт, фут-фунд және литр-атмосфера жатады. Термодинамикада жұмыс әдетте қысым жұмысы деп аталады, өйткені ішкі немесе сыртқы қысым жұмыс жасайтын күш генераторы болып табылады. Тұрақты қысым жағдайында орындалған жұмысты P. ΔV ретінде алуға болады, мұндағы P – қысым және ΔV – көлемнің өзгеруі.
Қуат
Қуат ұғымын дұрыс түсіну үшін алдымен энергия ұғымын түсіну керек. Энергия - интуитивті емес ұғым. «Энергия» термині гректің «energeia» сөзінен шыққан, ол операция немесе әрекет дегенді білдіреді. Бұл мағынада энергия - бұл әрекеттің механизмі. Энергия тікелей бақыланатын шама емес. Бірақ оны сыртқы қасиеттерді өлшеу арқылы есептеуге болады. Энергияны әртүрлі формада табуға болады. Кинетикалық энергия, жылу энергиясы және потенциалдық энергия бірнеше атауға болады. Энергия джоульмен өлшенеді. Қуат энергияның жылдамдығы ретінде анықталады. Бұл жылдамдық түрлендіру немесе энергияны құру болуы мүмкін. Ядролық реакциялар болмаған кезде қуат әрқашан энергияның айналу жылдамдығы болып табылады. Энергия ваттпен өлшенеді. 1 ватт секундына 1 джоульге тең. Электрлік жүйелерде энергия мөлшерін өлшеу үшін ватттан алынған бірлік қолданылады. Бұл бірлік киловатт-сағат.
Қуат пен жұмыстың айырмашылығы неде?
• Жұмыс бірдеңені орындау кезінде тасымалданатын энергия мөлшерін білдіреді. Қуат энергияның қаншалықты жылдам тасымалданғанын көрсетеді.
• Жұмыс джоульмен, ал қуат ваттпен өлшенеді.
• Нысан ешқандай жұмыс жасамай-ақ қуат мәніне ие болуы мүмкін. Егер нысан қандай да бір жұмыс жасаса, қуат мәні нөлге тең болмайды.
