4. РАБОТА И МОЩНОСТЬ
Водяной пар получают для того, чтобы заставить паровую машину выполнить какую-то полезную работу. Характеризуя любую машину, в том числе и паровую, говорят, что она обладает такой-то мощностью. Разберемся, что такое работа и мощность.
Из опыта и наблюдений мы знаем, что тело, которое стоит на месте, не может само собой, без постороннего воздействия начать двигаться. Чтобы привести покоящееся тело в движение, необходимо приложить к нему некоторую силу. Так, например, чтобы привести в движение неподвижный футбольный мяч, надо ударить по нему ногой. Но мяч бесконечно двигаться не будет, так же как и не остановится сам собой. Его останавливают сопротивление воздуха и трение о поверхность земли. Если на поле растет трава, мяч остановится довольно скоро. По вытоптанному полю мяч будет катиться дальше, а по гладкому льду или асфальту он покатится еще дальше. Значит, если бы на мяч не действовали никакие силы (удар, сила трения, сопротивление воздуха), то он оставался бы все время в покое или двигался бы бесконечно, прямолинейно и равномерно. Свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения называется инерцией, а причина, вызывающая движение или изменяющая его,— силой.
На производстве или в обыденной жизни про рабочего, который затрачивает силу и катит вагонетку или переносит груз, говорят, что он совершает работу. Чем больше сила рабочего и чем дальше он прокатил вагонетку, тем больше он совершил работы. Точно так же, чем больше сила тяги паровоза и чем дальше он уедет, тем больше работа паровоза. Если же рабочий толкает вагонетку, но не сдвигает ее с места, то он никакой работы не совершает. Работа получается при перемещении тела под действием приложенных сил.
Работа измеряется произведением действующей силы на пройденный путь (P-S). В технике силу принято измерять в килограммах, а путь в метрах, поэтому количество работы выражается в килограммометрах. Один киллограммометр равен работе, которую нужно совершить, чтобы груз в один килограмм поднять на высоту в один метр. Например, экскаватор, поднимая груз весом 2 тонны на высоту 10 метров, совершает работу в 20 000 килограммометров. Такую же работу может выполнить и рабочий, но ему понадобится для этого много времени.
Говорят, что подъемный кран имеет большую мощность, чем рабочий; грузовик развивает большую мощность, чем лошадь, и т. д. Чем больше работа, которую может выполнить машина за определенный промежуток времени, тем больше мощность машины. Чтобы вычислить мощность, надо проделанную работу разделить на затраченное время (W:t). Единицей работы является один килограммометр, а единицей времени — одна секунда; отсюда единицей мощности будет один килограммометр
( кГм В секунду [сш-).
Для измерения мощности больших машин килограммометр в секунду оказывается слишком малой единицей. Поэтому пользуются более крупной единицей, названной лошадиной силой. Одна лошадиная сила равна 75 килограммометрам в секунду.
Мощность измеряется также в ваттах и киловаттах. Один киловатт равен 1,36 лошадиной силы, или 102 килограммометрам в секунду. Ватт равен 1QQQ киловатта и
Применяется для измерения малых мощностей, например мощности электролампы. 10
