Füüsika uurib looduses
eksisteerivaid objekte (ainelised ning väljalised) ja seda, mis
nendega toimub. Selle juures eristatakse kahte mõistet — seisund
ja protsess.
Seisund ehk
olek iseloomustab objekti või
mitmest objektist koosnevat süsteemi ühel kindlal ajahetkel.
Seisund on näiteks raamatu lebamine laual, auto liikumine kindla
mingi kindla kiirusega, gaasi olemine konkreetsel rõhul ja
temperatuuril. Kui aga seisund muutub, on tegemist protsessiga.
Protsessiks nimetatakse
üleminekut ühest seisundist teise. Kui seisund on seotud
kindla ajahetkega, siis protsess toimub mingi ajavahemiku kestel.

Kui keha liigub, siis me saame
rääkida tema liikumisolekust, mida iseloomustab liikumise
suund ning kiirus. Kui aga liikuvale kehale mõjuvad teised
kehad, siis vastastikmõju tagajärjel liikumisolek muutub.
Vastastikmõju võib muuta nii liikumissuunda,
liikumiskiirust kui ka keha kuju (kujumuutus on samuti liikumine).
Liikumise muutumine vastastikmõju tagajärjel on protsess.
Antud juhul toimuvat protsessi nimetatakse mehaaniliseks
tööks.
Tööks nimetatakse
protsessi,
kus
keha liigub jõu mõjul. Siin tuleb
tähele panna, et füüsika mõttes tehakse
tööd vaid siis, kui on täidetud mõlemad
tingimused: keha liigub ja kehale mõjub jõud. Kui me
hoiame käes rasket kohvrit, ei tee me vaatamata väsimisele
mehaanilist tööd, kuna liikumine puudub.
Tehtud töö hulka saab arvuliselt kirjeldada ja ka
mõõta. Seega võib tööd väljendada
füüsikalise suurusena. Kui keha liigub jõu
mõjul, siis tehtav töö on võrdeline
mõjuva jõu suurusega
F
(seisundi muutmiseks vajaliku pingutusega) ning teepikkusega
s
(seisundi muutumise määraga). Tööd
tähistatakse valemis tähega
A (
Arbeit
— saksa k. töö). Eeltoodu põhjal saab juhul, kui
keha liigub jõu mõjumise suunas, tööd atvutada
valemist:
A = F·s
Töö mõõtühikuks on inglise
füüsiku James Joule nime järgi
džaul (1 J). Mehaanilise
tööga seonduvat õpime lähemalt tundma
järgmises füüsikakursuses.
Võimsus kui töö tegemise kiirus

Kui autokoormatäis
ehituskive on vaja tõsta kolmandal korrusel müüri
laduvate töömeeste juurde, tuleb teha tööd. Kui
need kivid tassib üles üks töömees, võib
selle töö tegemine mitu tundi aega võtta. Kraana saab
sama tööga hakkama vaid mõnekümne sekundiga.
Kraana on suuteline tööd kiiremini tegema. Toodud näites
võib öelda, et kraana on töömehest suurema
võimsusega. Võimsuseks nimetatakse füüsikalist
suurust, mis iseloomustab töö tegemise kiirust.
Võimsuse tähiseks valemites on
N.
Kui mingi kogus tööd
A
tegemiseks kuilub ajavahemik
t,
saab võimsust arvutada valemist

.
Võimsuse mõõtühikuks on vatt (1 W). Inimese
võimsus pikemalt kestval töötamisel on umbes 100 W,
automootori võimsus 20 - 200 kW ning lennuki Boeing 737
mootorite võimsus koguni 35 MW. Ka võimsusega seonduvat
õpime lähemalt tundma järgmises
füüsikakursuses.
Energia
Töö on protsess, mille käigus keha seisund ehk olek
muutub. Samas on mõnes seisundis olev keha võimeline
tööd tegema. Näiteks surub haamer tänu liikumisele
naela puu sisse ning väänatud vedru lükkab ukse kinni.
Kui keha on seisundis, mis annab talle võime tööd
teha, siis öeldakse, et keha omab energiat. Energiaks nimetatakse
füüsikalist suurust, mis iseloomustab keha võimet teha
tööd. Tööd saab teha ainult siis, kui keha omab
energiat, tööd tehakse energia arvel. Töö tegemise
käigus energia muutub ja selle muutuse suurus on võrdne
tehtava töö hulgaga. Kuna energia on otseselt seotud tehtava
tööga, on tema mõõtühik sama, mis
tööl. Energia mõõtühik on džaul (1 J).
Kehad ja mitmest kehast koosnevad süsteemid võivad energiat
omada tänu nende liikumisele või vastastikmõjule.
Liikumisenergiat
nimetatakse
kineetiliseks energiaks
(κινητικός — kreeka k. liikuma panija). Kineetilist energiat omavad
näiteks sõitev auto, lendav püssikuul ja
pöörlev hooratas.
Vastastikmõju energiat nimetatakse potentsiaalseks energiaks
(potentia — ladina k. võime). Potentsiaalset energiat omavad
näiteks
ülestõstetud sangpomm, vinnastatud vedru ja tõukuvad
magnetid |
© mistletoeethaniel.wordpress.com, © martian.org
|