- Една сила извършва работа, ако тялото, на което действа, се движи или се деформира. Когато сила F действа по посока на движението на тялото, при изминаване на път s тя извършва работа A = Fs; когато посоките на силата и на движението са противоположни, работата е А = –Fs; когато силата е перпендикулярна на посоката на движение или когато тялото е неподвижно, се приема, че A = 0. Единицата за работа е джаул (J): 1 J = 1 N.m.
- Величината енергия характеризира способността на едно тяло да извършва работа. Енергията на движещите се тела се нарича кинетична енергия (Ек), а енергията която зависи от положението или деформацията на телата, се нарича потенциална енергия (Еп). Сумата от кинетичната и потенциалната енергия на едно тяло е неговата механична енергия: Емех = Ек + Еп.
- Освен механична енергия телата притежават вътрешна, химична, електрична, ядрена, лъчиста и други видове енергия. При всички процеси и явления става обмен и преобразуване на енергия, но енергията никога не изчезва и не възниква от нищо. Когато тялото извършва работа, енергията му намалява с толкова, колкото е извършената работа. Затова и енергията се измерва с единицата за работа –
джаул (J).
- Кинетичната енергия Ек на тяло с маса m зависи
от неговата скорост v:
 . Изменението на кинетичната енергия на тялото е равно на работата на равнодействащата на силите, които му действат:
A = Eк (2) – Eк(1).
- Потенциалната енергия Еп зависи от деформацията или положението на телата. Издигнато на височина Н над земната повърхност тяло с маса m притежава гравитационна потенциална енергия Eп = mgH, където g е земното ускорение. Работата на силата на тежестта е равна на разликата между Еп(1) на тялото в началното положение и Еп(2) в крайното положение: А = Еп(1) – Еп(2). Работата на силата на тежестта не зависи от формата на траекторията на движещото се тяло, а само от разликите във височините между началното и крайното положение. Сили, чиято работа не зависи от формата на траекторията на движението, се наричат консервативни. Гравитационните, електростатичните, еластичните са такъв тип сили и затова съответните взаимодействия се характеризират с потенциална енергия.
- Намиращите се в електрично поле заряди притежават електрична енергия. При протичане на ток през един консуматор електричните сили, които действат на зарядите, извършват работа и част от електричната енергия се преобразува в друг вид – в светлинна, във вътрешна, в механична енергия и т.н. Напрежението U между краищата на един консуматор е равна на енергията W, която се преобразува в него при преминаване през него на единица заряд: U = W/q. Единицата за напрежение е волт (V):
1V = 1J/1C.
- За да протича електричен ток през един консуматор продължително време, е необходимо да се подържа напрежение между в краищата му. За целта консуматорът се свързва с полюсите на източник на напрежение
 , например сухи елементи. Напрежението на източника  се подържа за сметка на преобразуване в него на друг вид енергия (например химична) в електрична. По такъв начин изразходваната от консуматора електрична енергия се възстановява. Напрежението  на източника е равно на електричната енергия (преобразуваната например химична енергия), която получава заряд 1С при преминаване през източника, т.е.  Единицата за напрежение на източник е волт (V):
1V = 1J/1C.
- Взаимодействието между електрични заряди се осъществява посредством техните електрични полета: полето е посредник на взаимодействието. Взаимодействието между неподвижни заряди се нарича електростатично взаимодействие, а полето на неподвижните заряди – електростатично поле.
- Интензитетът Е характеризира електричното поле, като позволява да намерим силата F, действаща на внесен в него електричен заряд q: F = qЕ. За посока на интензитета се приема посоката на силата, която действа на положителен заряд. На разстояние r от точков заряд Q интензитетът на полето е Е = kQ/r2. Единицата за интензитет в SI e волт на метър (V/m).
- Представата за интензитета на полетата дават електричните силови линии. Те са ориентирани по посоката на полето мислени линии, чиито допирателни във всяка точка са по направлението на полето. Електричните силови линии започват от положителните и завършват върху отрицателните заряди или в безкрайност. Броят на начертаните силови линии е правопропорционален на големината на заряда. Електрично поле, чиито интензитет има една и съща големина и посока във всички точки на дадена област, се нарича хомогенно (еднородно). Неговите силови линии са успоредни, еднакво гъсто начертани прави.
|
