Práce jako fyzikální veličina

Práci označujeme W (anglicky: work). Jednotkou je Joule (čti: džaul). Práci konáme práci, pokud působíme silou po určité dráze. Což zapíšeme:

W = F . s

Tento vzoreček platí, když síla působí ve směru pohybu.

Francie, píše se rok 1826

Představ si Paříž začátku 19. století. Parou poháněné stroje začínají měnit svět, průmyslová revoluce je v plném proudu. Inženýři sice dovedou konstruovat parní stroje a vodní kola, ale chybí jim přesný jazyk – fyzikální jazyk – kterým by popsali, co vlastně tyto stroje „dělají“. Když někdo říká, že „stroj udělal hodně práce“, je to spíš obrazný pojem. Ale co to práce vlastně je?

Gaspard-Gustave de Coriolis

Coriolis nebyl inženýr v montérkách – byl to teoretik, přednášející na slavné pařížské École Polytechnique. Zajímalo ho, jak mechanika platí pro reálné stroje – zejména pro stroje, které se pohybují rotačně. Jeho cílem bylo spojit teorii a praxi.

V roce 1826 napsal článek s nenápadným názvem:

„Mémoire sur les lois du mouvement des corps“ (Pojednání o zákonech pohybu těles)

V tomto textu jako první přesně definoval „práci“ jako fyzikální veličinu – množství energie přenesené silou působící po určité dráze.

V té době to byla radikální novinka. Ostatní fyzikové a inženýři mu nerozuměli nebo mu nevěřili. Představa, že síla působící po dráze vytváří „něco měřitelného“ – jednotku práce – zněla příliš abstraktně.

Coriolis to přesto dotáhl do konce. Nejen že práci definoval, ale také navrhl jednotku práce – kilogrammetr (tedy síla jednoho kilogramu na dráze jednoho metru). To byl předchůdce dnešního joulu.

Svého uznání se dočkal až po smrti. Ale tak už to ve světě vědy bývá. Gaspard-Gustave de Coriolis zemřel v Paříži, poměrně mladý, ve věku pouhých 52 let. Příčina není známa, jediné co víme, že měl Coriolis velmi křehké zdraví, neboť v mládí prodělal závažné infekční onemocnění.

Práce, když nepůsobí síla ve směru pohybu

W = F . s . cos(α)

cos?

Funkce cos (cosinus) je goniometrická funkce. Týká se poměrů stran v pravoúhlém trojúhelníku. Je to číslo mezi 0 a 1. Snadno jej vypočítáme pomocí kalkulačky.