Töö, võimsus ja energia (0)

Töö, võimsus, energia.
Konspekt 10. klassile
Tarmo  Vana 
VKG
Veebruar 2012
Konspekti koostamisel on kasutatud Indrek 
Peili abistavat konspekti 10. klassile 
Füüsikalise looduskäsitluse alused. 
Mehaaniline töö kui protsess
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 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. 
Tööks nimetatakse protsessi, kus keha 
liigub jõu mõjul. 
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 
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 arvutada 
valemist :
A  Fs
Töö mõõtühikuks on inglise füüsiku 
James Joule nime järgi  džaul  (1 J). 
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 kulub 
ajavahemik  t, saab võimsust arvutada valemist
A
N  t
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. 
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. 
Tööd saab teha ainult siis, kui keha omab 
energiat, tööd tehakse energia arvel. 
Töö tegemise käigus energia muutub ja 
energia muutuse suurus on võrdne tehtava töö 
hulgaga . 
Kuna energia on otseselt seotud tehtava tööga, 
on tema  mõõtühik  sama, mis tööl.