Rad (fizika)

Klasična mehanika

${\displaystyle \mathbf {F} ={\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} t}}(m\mathbf {v} )}$ drugi Newtonov zakon

povijest klasične mehanike kronologija klasične mehanike Grane statika • dinamika/kinetika • kinematika • primjenjena mehanika • nebeska mehanika • mehanika kontinuuma • statistička mehanika Formulacije Newtonova mehanika (vektorska mehanika) analitička mehanika: Lagrangeova mehanika Hamiltonova mehanika Osnovni koncepti prostor • vrijeme • brzina • masa • ubrzanje • gravitacija • sila • impuls sile • spreg sila/moment sile • količina gibanja • kutna količina gibanja • tromost • moment tromosti • referentni okvir • energija • kinetička energija • potencijalna energija • rad • virtualni rad • D'Alembertovo načelo • princip stacionarnog djelovanja Ključne teme kruto tijelo • dinamika krutog tijela • Eulerove jednadžbe gibanja • gibanje • Newtonovi zakoni gibanja • Newtonov zakon gravitacije • jednadžbe gibanja • inercijski referentni okvir • neinercijski referentni okvir • rotirajući referentni okvir • fiktivna sila • mehanika ravninskog gibanja krutog tijela • pomak (vektor) • relativna brzina • trenje • jednostavno harmonijsko gibanje • harmonijski oscilator • vibracije • prigušenje • koeficijent prigušenja • Rotacijsko gibanje • Kružno gibanje • jednoliko kružno gibanje • nejednoliko kružno gibanje • centripetalna sila • centrifugalna sila • centrifugalna sila (rotacijski referentni okvir) • reaktivna centrifugalna sila • Coriolisov učinak • fizičko njihalo • rotacijska brzina • kutno ubrzanje • kutna brzina • kutna frekvencija • kutni pomak Znanstvenici Isaac Newton • Jeremiah Horrocks • Leonhard Euler • Jean le Rond d'Alembert • Alexis Clairaut • Joseph Louis Lagrange • Pierre-Simon Laplace • William Rowan Hamilton • Siméon-Denis Poisson

Rad ili mehanički rad (oznaka W) je fizikalna veličina koja opisuje djelovanje sile, određena kao umnožak sile i prijeđenog puta u smjeru duž kojega se obavlja rad. U općem slučaju rad se određuje ili skalarnim produktom vektora sile F i puta s: 

${\displaystyle W={\vec {F}}\cdot {\vec {s}}=F\cdot s\cdot cos\alpha }$

ako je iznos sile konstantan (α je kut između vektora sile i puta), ili integralom:

${\displaystyle W=\int _{A}^{B}F\cdot \mathrm {d} s}$

ako se iznos sile mijenja duž puta od točke A do B. Skalarni produkt je jednak nuli ako je sila koja djeluje na neko tijelo okomita na put cos α = 0, to jest sila koja djeluje okomito na smjer gibanja ne obavlja nikakav rad. Izvršeni rad tada ovisi samo o krajnjim točkama puta i potpuno je neovisan o njegovu obliku.

Rad se razlikuje po vrstama: rad električki nabijene čestice u elektromagnetskom polju, rad materijalne točke u gravitacijskom polju, rad pri kružnim termodinamičkim procesima i drugo. Također se pri primjeni razlikuju strojni rad, tehnički rad otvorenoga ili zatvorenoga sustava, proizvodni rad, i tako dalje. Mjerna je jedinica rada džul (J). Mogu se upotrebljavati i svi umnošci mjernih jedinica za silu i duljinu, na primjer njutnmetar (Nm), ili jedinica za snagu i vrijeme, na primjer vatsekunda (Ws) ili kilovatsat (kWh).^[1]

Rad je skalarna fizikalna veličina koja je blisko povezana s energijom, te bi se mogao definirati kao prenošenje energije s jednog tijela na drugo ili iz jednog sustava u drugi. No, takva je definicija neprikladna ako se pojam rada koristi prilikom definiranja pojma energije, što je teško izbjeći barem za pojašnjavanje apstraktnijih definicija energije (a u klasičnoj mehanici najjednostavnije je definirati energiju tijela upravo kao sposobnost tijela da izvrši rad). Umjesto toga, moguće je (a često prikladnije i iz drugih praktičnih razloga) definirati rad kao rad sile, jer se i prenošenje energije može opisivati kao proces koji posreduju sile kojima tijela djeluju jedno na drugo.

1. ↑ rad, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.