Työ (W) Voima tekee työtä kun se vaikuttaa liikkuvaan kappaleeseen liikkeen suunnassa Työn suuruus saadaan pistetulon avulla: W on voiman F tekemä työ s on liikuttu matka α on voiman ja liikesuunnan välinen kulma Työn etumerkki kertoo, lisääkö vai vähentääkö työ kappaleen liike-energiaa Voima F pitää olla vakio, jotta kaavaa voi käyttää 𝑊= 𝐹 • 𝑠 =𝐹𝑠cosα
Teho (P) Teho on työnteon nopeus: Toisaalta voiman tekemä työ on W=Fs: F on työtä tekevä voima v on kappaleen nopeus Yhdensuuntainen voiman kanssa 𝑃= ∆𝑊 ∆𝑡 𝑃= ∆𝑊 ∆𝑡 = 𝐹∆𝑠 ∆𝑡 =𝐹𝑣
Kertausta energiasta Energia on kykyä tehdä työtä Energia säilyy, eli sitä ei synny missään sitä ei häviä missään energia muuttaa muotoa ja paikkaa Vertaa raha yhteiskunnassa
Mekaaninen energia Potentiaalienergia Ep ja liike-energia Ek Potentiaalienergia liittyy kappaleen asemaan Maan gravitaatiokentässä Liike-energia liittyy kappaleen liikkeeseen
Työn ja mekaanisen energian yhteys Työ muuttaa energiaa muodosta toiseen Systeemin liike-energia voi muuttua Sisäenergiaksi esimerkiksi kitkan vaikutuksesta Potentiaalienergiaksi painovoiman vaikutuksesta Systeemiin voi tulla liike-energiaa esimerkiksi Lihasten tai polttoaineen kemiallisesta energiasta (työntövoiman tekemä työ) Jännitetystä jousesta (jousivoiman tekemä työ) Painovoiman vaikutuksesta
Konservatiivinen voima Konservatiivisen voiman tekemä työ suljetulla kierroksella on nolla Konservatiivista voimaa voi mallintaa potentiaalienergian avulla Konservatiivisen voiman tekemä työ ei muuta systeemin mekaanista energiaa Esimerkiksi painovoima ja jousivoima
Ei-konservatiivinen voima Voiman tekemä työ suljetulla kierroksella ei ole nolla Ei voi mallintaa potentiaalienergian avulla Muuttaa systeemin mekaanista energiaa muiksi energian muodoiksi tai päinvastoin Esimerkiksi kitka, ilmanvastus ja työntövoimat
Mekaanisen energian säilymislaki Eristetyssä systeemissä mekaaninen energia säilyy: systeemiin kohdistuu vain konservatiivisia voimia Millä tahansa ajan hetkillä on voimassa 𝐸 alussa = 𝐸 lopussa 𝐸 pa + 𝐸 ka = 𝐸 pl + 𝐸 kl
Mekaniikan energiaperiaate Ei-konservatiiviset voimat (liikevastukset, työntövoimat) muuttavat systeemin mekaanista energiaa muutos on voiman tekemän työn W suuruinen