Понимание механической работы

[skayfar]

Пытаюсь понять физику на более-менее приличном уровне, а не только в виде готовых формул. Вот сейчас авторы всех книг и интернет ресурсов, до которых я смог дотянуться, выводят кинетическую энергию из определения работы.
Но что такое эта "механическая работа"?
Почему именно произведение силы на перемещение, а не, например, силы на скорость? Откуда вообще именно такое равенство?

P.S. Например, у Дж. Орира: "Сила, действующая на движущееся тела совершает над ним работу. Работа измеряется в единицах произведения силы на расстояние.", откуда совершенно не ясно с чего бы это вдруг так подумалось автору.

[Circiter]

2skayfar

Цитата:

Откуда вообще именно такое равенство?

Вероятно, из XIX века. :) Вроде бы, изначально, определение механической работы ввели для измерения этой самой работы, совершаемой механизмами на рудниках; а именно, работу измеряли как вес некоего груза, поднятого на определенную высоту. Вот, $\text{вес}\times\text{высота}$.

А вообще, когда смотришь на формулу работы, записанной в виде интеграла силы, то видно же, что сила может зависеть от координаты, спрашивается, а по какой же еще переменной интегрировать? По времени не интересно, оно используется при расчете мощности; сейчас же на интересует, сколько работы совершили, независимо её от продолжительности. Вот и получается $A=\int F(r)dr$... Так, что лучше уж спрашивать, а почему интеграл? В-принципе, это тоже понятно -- работа должна быть аддитивна (если поработали, потом ещё немножко поработали, то итоговая работа должна быть суммой составляющих).

[Aleksand]

Если к телу прикладывать силу в один ньютон, и прикладывать до тех пор, пока оно не переместится на расстояние 1 метр, то независимо от массы оно будет обладать энергией в 1 джоуль. И наоборот, если мы будем тормозить тело с силой в 1 ньютон, то оно будет тормозиться на участке 1 метр. Работа и энергия - это по сути дела одно и то же. Можно посчитать пробивную способность пули, зная энергию и силу торможения.

[epros]

skayfar в сообщении #481990 писал(а):

Почему именно произведение силы на перемещение, а не, например, силы на скорость?

Из закона рычага: можно увеличить силу (за счёт уменьшения перемещения) или увеличить перемещение (за счёт уменьшения силы), но работа будет выполняться одна и та же.

P.S. В сочинениях Лейбница есть весьма любопытная переписка его с картезианцами как раз по вопросу "что сохраняется". Лейбниц отстаивает точку зрения, что сохраняется "сила" (так они это называли тогда), характеризуемая той высотой, на которую тело может подняться с разгону в горку (из работ Галилея в то время уже было известно, что эта величина пропорциональна квадрату скорости). Картезианцы настаивали, что сохраняется величина, пропорциональная скорости (очевидно, они имели в виду импульс).

[мат-ламер]

Кинетическую энергию можно вывести и из того, что релятивистская масса тела (пусть меня простят физики за термин) увеличивается со скоростью, и из того, что полная энергия тела равна $E=mc^2$, где $m$ - упомянутая релятивистская масса.

[Himfizik]

мат-ламер в сообщении #487405 писал(а):

Кинетическую энергию можно вывести и из того, что релятивистская масса тела (пусть меня простят физики за термин) увеличивается со скоростью, и из того, что полная энергия тела равна $E=mc^2$, где $m$ - упомянутая релятивистская масса.

Нехорошо, нехорошо...

[tola]

Я не силен в истории физики... но
Наверное в свое время появлялись различные способы описания физ. процессов. Вводились различные понятия, определения. По мере развития науки, общения между различными "школами", практического применения научных знаний на практике - осталось то - что есть сейчас. Именно эти определения физических величин наиболее адекватно и "удобно" описывают окружающую действительность. Хотя, наверное можно было бы "сконструировать" другой способ описания, но он скорее всего был бы менее удобен и нагляден.
В том способе описания, который сейчас общепринят, работа - есть произведение силы на перемещение....
Ведь все это придумано людьми...(можно и жирафа назвать бегемотом, надо только договориться об этом )