Mechanická práce, výkon a energie + řešené příklady

Proč je zakázané kopírování? 💾 Stáhnout materiálVIP členstvíNahlásit chybu

 

   Otázka: Mechanická práce, výkon a energie

   Předmět: Fyzika

   Přidal(a): bubu

 

 

Kdy se koná práce = pokud je směr síly a směr pohybu shodný, např. Táhnutí sáněk, zvedání tašky apod. Vzorec pro práci je W = Fs, jednotkou je J (joul)

kdy se práce nekoná = pokud je směr síly a směr pohybu rozdílný, např. Vodorovné nesení tašky, držení tělesa apod.

Výkon = udává, jaká práce je vykonána za čas. Jednotkou jsou W (watt). P = w/t

Pohybová energie = je energie, kt. Má každé pohybující se těleso, je možné ji proměnit v práci. Je závislá na rychlosti a hmotnosti tělesa. Značí se Ek. Ek = 1/2at2

Polohová energie = polohovou energii má každé těleso, kt. Bude po uvolnění konat práci, např. Bude někam přitahováno. Polohová energie se udává vždy vůči něčemu. Značí se Ep a je závislá na hmotnosti, gravitaci a výšce nad zemí. Ep = mgh

Zákon zachování mechanické energie = Nechť je obecný systém symetrický vůči operaci časového posunutí. Pak se v tomto systému zachovává aditivní fyzikální veličina, která se nazývá energie.  Zákon o zachování energie znamená, že energie nelze zničit ani vyrobit, ale pouze ji přeměnit na jiný druh energie.

 

Příklad č.1

Zadání:

Jakou práci vykonáme přesunem balíku 15 kg do výšky 35 m?

 

Řešení:

W = Fs

F = mg

W = 15 * 10 * 35 = 5250 J

 

Poznámky:

Je třeba vypočítat sílu, kt. Působí na balík a poté dosadit do vzorce pro práci.

 

Příklad č.2

Zadání:

Na U-rampě ve výšce 15 m jsou dva skateboardisti vážící 52 kg a 83 kg a chystají se sjet dolů. Který z nich bude mít dole větší rychlost?

 

Řešení:

všechna tělesa padají stejně, jejich rychlost je tedy stejná

 

Příklad č.3

Zadání:

květináč 7 kg stojí na římse ve výšce 25 m.

a) urči jeho polohovou energii

b) zjisti jakou rychlostí by dopadl na zem

c) jakou rychlost by měl 7 m nad zemí?

 

Řešení:

Ep = mgh

s = ½ gt2

v = gt

a)

Ep = 7 * 10 * 25 = 1750 J

b)

25 = ½ * 10 * t

t = 5 s

v = 10 * 5 = 50 m/s

c)

18 = ½ * 10t

t = 3,6s

s = 10 * 3,6 = 36 m/S

 

Poznámky:

a) je jen dosazením do vzorce, u b) je třeba nejdříve spočítat čas, za který spadne celou dráhu. Čas je třeba dosadit do vzorce v = gt. U c) je postup stejný, jen je zde jiná dráha.

 

Příklad č.4

Zadání:

Eva táhla saně 30 kg silou 20 N po cestě dlouhé 3 km což jí trvalo 50 minut. Urči její výkon.

 

Řešení:

W = Fs

P = W/t

W = 20 * 3000 = 60000 J

P = 60000/3000 = 20 W

 

Poznámky:

Je třeba vypočítat práci, kterou Eva vykoná a tu poté vydělit časem.

 

Příklad č.5

Zadání:

Letadlo má hmotnost 3000 kg. Za 60 sekund vystoupí do výšky 1000 metrů a dosáhne rychlosti 50 m/s. Urči výkon motoru letadla.

 

Řešení:

W = Fs

P = W/t

F = mg

 

F = 3000 * 10 = 30000 N

W = 30000 * 1000 = 30000000 J

P = 30000000/60 = 500000 W

Další podobné materiály na webu: