K10

Energia a výkon

Mechanická práca, výkon na schodoch, tlmenie kyvadla, energia hojdačky, pád lopty, watt a joule, pružina, rampa a jednoduché stroje.

Práca, výkon a energia ostávajú tri veličiny. Zdvihnutie tašky počíta prácu. Schody počítajú výkon za čas. Kyvadlo, ktoré sa zastaví, energiu neničí. Ideálna rampa zmenší silu a predĺži dráhu, prácu bez trenia neušetrí.

• 91Koľko mechanickej práce vykonáme pri zdvihnutí tašky?Pri stálom zdvihu silou rovnou tiaži je práca m g h. Taška 4 kg zdvihnutá o 0,5 m znamená 19,62 J. Výkon by žiadal ešte čas.
• 92Ako vypočítať výkon pri chôdzi po schodochVýkon na schodoch je práca proti tiaži delená časom. Pri 50 kg, výške 3 m a 6 s vyjde 245,25 W. Je to mechanický výkon, nie celý výkon svalov.
• 93Prečo sa skutočné kyvadlo postupne zastaví?Kyvadlo sa zastaví, lebo trenie a odpor vzduchu menia mechanickú energiu na vnútornú energiu okolia. Energia nezaniká. Ideálne kyvadlo v atlase tento úbytok nemá.
• 94Kedy má hojdačka najväčšiu pohybovú energiu?Pohybová energia hojdačky je najväčšia v najnižšom bode, ak sa práve neodrážaš. Pri 30 kg a poklese 0,4 m je v ideálnom modeli 117,7 J. Trenie tento súčet znižuje.
• 95Energia padajúcej lopty: vyriešený príkladLopta 0,2 kg pustená z 2 m má hore 3,92 J polohovej energie. V polovici výšky je energia rozdelená na 1,96 J a 1,96 J, ak niet odporu vzduchu.
• 96Watty a jouly: prečo to nie je tá istá veličina?Joule je jednotka práce a energie. Watt je joule za sekundu, teda výkon. Žiarovka 20 W za 10 s odovzdá 200 J. Samotných 20 J za 10 s je výkon 2 W.
• 97Kde sa ukladá energia v natiahnutej pružine?V natiahnutej pružine je energia v deformácii. Pre Hookov zákon je E = ½ k x². Pri 200 N/m a 5 cm je to 0,25 J, pri 10 cm už 1 J. Vzorec končí na medzi pružnosti.
• 98Prečo dlhšia rampa znižuje potrebnú silu?Dlhšia rampa zníži silu, lebo tá istá práca m g h sa rozloží na dlhšiu dráhu. Pri 20 kg a výške 0,5 m je práca 98,1 J. Na dĺžke 2 m stačí sila 49,05 N, ak niet trenia.
• 99Ako sa mení energia pri jazde na bicykli?Pri rozjazde rastie pohybová energia, pri stúpaní polohová a pri brzdení teplo bŕzd. Jazdec 80 kg pri 5 m/s má 1 000 J. Stúpanie o 2 m pridá 1 570 J polohovej energie.
• 100Prečo jednoduchý stroj v ideálnom prípade neušetrí prácu?Ideálny jednoduchý stroj zmenší silu a predĺži dráhu tak, že práca ostane. Zdvih 98,1 J je aj práca na rampe 49,05 N krát 2 m. So trením stroj prácu neušetrí, naopak časť stratí.

Kategória Atlas vedomostí. Ďalšie predmety zatiaľ nemajú vlastný obsah.