.:Einstein:. Serwis fizyczny dla Każdego

|| Imieniny:

EINSTEIN

Lekcje

Tabele

Praca, moc, energia

Co w dziale?:
1. Praca
2. Moc
3. Energia (kinetyczna, potencjalna)

Co znaczą niektóre wzory:
F - siła
E_k - energia kinetyczna
E_p - energia potencjalna
P - moc
v - prędkość
W - praca
r - przesunięcie
g - przyspieszenie ziemskie
F_g - siła grawitacji (ciężar)

.:Na górę:.

1. » Praca:

def: Za zmianę pracy W stałej siły $\text{[math]}$ przyjmujemy iloczyn wartości tej siły F i wartość przesunięcia r

$\text{[math]}$

Jednostką pracy w układzie SI jest 1dżul(1J).

$\text{[math]}$

W tym przypadku, kierunki wektora siły i wektora przesunięcia muszą być zgodne, a w przypadku gdy są prostopadłe, to W=0.

$\text{[math]}$

Wzór w postaci ogólniejszej, umożliwia obliczenie pracy w wielu przypadkach, gdy wektory siły i przesunięcia nie są równoległe.
Dla przykładu, gdy dwoje tragarzy przenosi skrzynie, działają siłami, których zwroty skierowane są pionowo. Przesunięcie jednak jest poziome, a więc kąt między wektorem siły i przesunięcia jest prosty. Zatem nie jest wykonywana praca w sensie fizycznym. Tragarze wykonali pracę, pokonując opory towarzyszące przenoszeniu skrzyni, ale nie pokonywaniu ciężaru skrzyni.

.:Na górę:.

2. » Moc:

Moc, można określić jako "szybkość wykonywania pracy". Jest ona równa przyrostowi pracy wykonanej w określonym czasie:

$\text{[math]}$

Powyższy wzór pozwala nam określić moc średnią. Najczęściej posługujemy się mocą średnią, policzoną dla całej pracy W, wykonanej w czasie t. Posługujemy się wzorem:

$\text{[math]}$

Jednostką mocy jest 1W (1wat), jest to moc urządzenia, które prace 1J wykonuje w ciągu 1s.

$\text{[math]}$

Przykładem urządzenia, które ma moc 1W, byłoby urządzenie, które telefon komórkowy (100g) podnosi na wysokość 1m w ciągu 1s.

Często spotykaną jednostką mocy jest koń mechaniczny 1KM(po angielsku 1HP, po niemiecku 1PS, po francusku 1CV). Moc jest równa 1KM wtedy, gdy ciało o masie 75kg zostaje podniesione na wysokość 1m w czasie 1s.

.:Na górę:.

3. » Energia: kinetyczna | potencjalna

Energia: wielkość fizyczna, którą ciało ma, zawiera lub gromadzi, mierzona w jednostkach pracy.

Energia może być przekazywana na różne sposoby: mechaniczny - praca, lub poprzez ciepło.
Ciepło: proces przekazywania energii zachodzący na skutek różnicy temperatur.

Rodzaje energii: mechaniczna, elektryczna, magnetyczna, chemiczna, jądrowa itd.

.:Na górę:.

ENERGIA KINETYCZNA:
Energia związana z ruchem, nosi nazwę energii kinetycznej.

Praca wyraża się wzorem: $\text{[math]}$ , z drugiej zasady dynamiki wiadomo, że F=ma, więc po podstawieniu otrzymamy: $\text{[math]}$ . Skoro mamy doczynienia, z ruchem jednostajnie przyspieszonym:

(postaramy się wyeliminować z układu czas t)
$\text{[math]}$

$\text{[math]}$ ⇒ $\text{[math]}$

Podstawiamy t do pierwszego wzoru:
$\text{[math]}$

$\text{[math]}$
Dochodzimy do:
$\text{[math]}$ , wyrażenie to, w układzie SI liczone jest w Dżulach, związane jest ze stanem ruchu ciała. Zgodnie z poprzednią definicją nazywa się energią kinetyczną.

.:Na górę:.

ENERGIA POTENCJALNA:
Zmagazynowanie energii, którą możemy potem wykorzystać w postaci pracy, uzyskamy również poprzez podniesienie ciała nad powierzchnię ziemi. Energia taka, nazywa się energią potencjalną ciężkości.
Jak poprzednio: $\text{[math]}$ , oraz F=mg.
A więc $\text{[math]}$

$\text{[math]}$
(wzór ten można stosować jedynie, gdy uznajemy, że ciężar mg jest cały czas stały. Zwykle bywa tak na niewielkich odległościach od powierzchni Ziemi)
Energię tę też mierzymy w dżulach.

.:Na górę:.