Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Mechanická práce a energie Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová Obchodní akademie a Střední odborná škola.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Mechanická práce a energie Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová Obchodní akademie a Střední odborná škola."— Transkript prezentace:

1 Mechanická práce a energie Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Vzdělávací materiál byl vytvořen v rámci OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/ září 2012VY_32_INOVACE_170109_Mechanicka_prace_a_energie_DUM

2

3 Fyzikální pojem práce je spojen s viditelnou změnou stavu tělesa. Konání mechanické práce je založeno na silovém působení na těleso a pohybem tělesa. Mechanická práce se značí W a její jednotkou je Joule [J]. Mechanická práce dále

4 Mechanická práce dále odpověď Pokud se piáno pohne po určité dráze, pak je konána práce.

5 Mechanická práce dále odpověď Pokud se balíček pohne po určité dráze, pak je ko- nána práce.

6 Mechanická práce dále odpověď Pokud předmět nezmění po- lohu, není konána práce.

7 Mechanická práce dále odpověď Auto urazí určitou dráhu, a proto je konána práce.

8 Působí-li na těleso konstantní síla o velikosti F a těleso se pohybuje, můžeme vypočítat práci. W = F. s Práce bude větší, jestliže budeme působit větší silou a těleso urazí delší dráhu. Uvedený vzorec platí pouze tehdy, působí-li síla rovnoběžně s tra- jektorií tělesa. Mechanická práce dále

9 Jestliže svírá síla se směrem pohybu konstantní úhel, působí ve směru pohybu pouze tečná složka síly F t. Složka síly F n práci nekoná. α - úhel mezi sílou a směrem pohybu W = F t. s = F. s. cos α Mechanická práce dále

10 Rozlišujeme příklady: 1)α = 90° → cos 90° = 0 po dosazení dostaneme W = 0J v tomto případě se práce nekoná např. neseme po vodorovné rovině nákupní tašku (síla paže směřuje kolmo vzhůru) 2) α = 0° → cos 0° = 1 práci počítáme W = F. s (člen cos α můžeme ve vzorci vynechat) je to příklad síly působící ve směru pohybu Mechanická práce dále

11 3) 0° 0 těleso práci koná, označu- jeme ji za kladnou např. muž táhne sáňky za provázek Mechanická práce dále Obr.5

12 4) 90° < α < 180° → cos α < 0 práce se koná, označujeme ji za zápornou např. třecí síla, která brzdí pohyb tělesa Zajímavost: Práce, kterou vykoná lidské srdce za 60 let, je asi 2GJ. Mechanická práce další kapitola zpět na obsah Obr.6

13 K posouzení práce je třeba též znát dobu, za kterou je práce vykonána. Výkon: fyzikální veličina značíme ji P jednotkou v soustavě SI je watt [W] 1 watt je výkon, při kterém je konána práce 1J za 1s. Výkon dále

14 Výkon – porovnání výkonů dále Celkový výkon lidského srdce je přibližně 13W. Obr.7

15 Výkon – porovnání výkonů dále Výkon osobního automobilu Škoda Fabia je 63 kW (84 koní). Obr.8

16 Výkon – porovnání výkonů dále Výkon sportovního automobilu Bugatti Veyron je 882 kW (1200 koní). Obr.9

17 Výkon – porovnání výkonů dále Trvalý výkon elektrické lokomotivy Škoda 109 E je 6400 kW. Obr.10 převody:

18 Při stálém výkonu můžeme práci určit též ze vztahu: W = P. t [Ws] wattsekunda v praxi se používá Wh nebo kWh (např. při měření práce elektroměru) převod 1Ws = 1J 1kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ pozn. Pro určení okamžitého výkonu motoru stačí znát tažnou sílu a rychlost. Výkon dále

19 K posouzení hospodárnosti strojů poslouží fyzikální veličina účinnost. Účinnost vyjadřuje, jaká část energie dodané stroji je přeměněna na užitečnou práci. Při činnosti stroje jsou překonávány např. odporové síly a tyto spotřebovávají energii. Celková dodaná energie tedy musí být větší, než by bylo třeba na užitečnou práci. Výkon dále

20 Účinnost značíme η (éta) a nemá jednotku. P – užitečný výkon P o – celkový dodaný výkon ze zdroje Účinnost definujeme jako podíl výkonu a příkonu. Platí P < P o → η < 1 Účinnost často se udává v procentech. Výkon dále

21 Porovnání účinnosti světelných zdrojů: obyčejná žárovka: pouze η = 10 % (někdy se uvádí 8 %) zbytek energie se přeměňuje v tepelnou kryptonová žárovka: až o 70 % víc než u obyčejné žárovky η = 17 % halogenová žárovka až o 200 % větší než u obyčejné žárovky η = 30 % zářivka η = 15 – 30 % LED η = 50 – 90 % Účinnost závisí na konstrukci žárovky nebo zářivky. Výkon další kapitola zpět na obsah Obr.11

22 Mechanická energie dále Obr.12 tepelná geotermální energie vody větrná mechanickázvukovásvětelnájadernáchemickásluneční Jaké známe druhy energie?

23 S mechanickou prací souvisí fyzikální veličina mechanická energie. dále

24 pohybová energie značí se E k má ji každé těleso, které se v dané vztažné soustavě pohybuje např. motor auta koná práci a auto se rozjede Lze ji odvodit ze vztahů pro práci. Předpokládáme, že auto se rozjíždí, koná rovnoměrný zrychlený pohyb. Užijeme vztahy: F = m. a v = a. t s = ½ a. t 2 Mechanická energie – kinetická energie dále

25 závisí na hmotnosti tělesa závisí na druhé mocnině rychlosti tělesa jednotkou je joule [J] Mechanická energie – kinetická energie dále Obr.13

26 polohová energie značí se E p souvisí s polohou tělesa v silovém poli (magnetickém, elektrickém, gravitačním) Zde ji opět vypočítáme z práce, která je konána při zvedání tělesa v gravitačním poli. (použijeme vztah pro F g ) W = F. s = m. g. s místo s se používá h (výška) E p = m. g. h Mechanická energie – potenciální energie dále

27 závisí na poloze tělesa v silovém poli závisí na hmotnosti tělesa závisí na gravitačním zrychlení v silovém poli Mechanická energie – potenciální energie dále Obr.14

28 získá ji například tětiva luku natáhneme tětivu luku (dodáme práci) a napjatá tětiva vystřelí šíp, koná práci získá ji například hodinové péro Mechanická energie – potenciální energie pružnosti dále Obr.15

29 Přeměny energie lze vysvětlit např. na pohybu na horské dráze, kdy se mění rychlost a poloha tělesa. Energie se přeměňuje: E p v E k a naopak. Součet E p a E k je v každém okamžiku stejný. E = E p + E k Podobně dochází k přeměně energie i u volného pádu těles. Mechanická energie – přeměny energie dále E p - max E k - min E p - min E k - max

30 Na základě předchozích úvah a přeměně energie lze formulovat zákon. U mechanických dějů probíhajících v izolované soustavě se mění jeden druh energie v jiný nebo přechází z jednoho tělesa na druhé, ale celková energie se nemění. Platnost zákona můžeme pozorovat např. u pohybu kyvadla, kmitání těles na pružině nebo při odrazu míče od podlahy. U reálných těles se mechanická energie působením odporových sil mění ve vnitřní energii tělesa a těleso se zahřívá. Mechanická energie – přeměny energie dále

31 Jmenujte příklady dalších přeměn energií. člověk přeměňuje chemickou energii z potravy na energii pohybovou hořením se mění chemická energie na tepelnou u parního stroje a spalovacích motorů se mění tepelná energie na pohybovou Mechanická energie – přeměny energie dále

32 CITACE ZDROJŮ Obr. 1 FURNITURE REMOVAL CHRISTCHURCH. File:Piano Removals In Christchurch.jpg: Wikimedia Commons [online]. 9 June 2011 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Obr. 2 US NAVY. File:US Navy N-6233C-038 Postal Clerk 2nd Class Kent Landis and Postal Clerk Seaman Jeremy Fleming sort more than 3,000 pounds of mail in the hangar bay of the aircraft carrier USS George Washington (CVN 73).jpg [x] W: Wikimedia Commons [online]. 30 May 2009 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: 038_Postal_Clerk_2nd_Class_Kent_Landis_and_Postal_Clerk_Seaman_Jeremy_Fleming_sort _more_than_3%2C000_pounds_of_mail_in_the_hangar_bay_of_the_aircraft_carrier_USS_Geo rge_Washington_%28CVN_73%29.jpg 038_Postal_Clerk_2nd_Class_Kent_Landis_and_Postal_Clerk_Seaman_Jeremy_Fleming_sort _more_than_3%2C000_pounds_of_mail_in_the_hangar_bay_of_the_aircraft_carrier_USS_Geo rge_Washington_%28CVN_73%29.jpg Obr. 3 MICHAEL, Robert. File:LeonWeber 3.jpg: Wikimedia Commons [online]. 26 September 2005 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Obr. 4 NJR ZA. File:Tarlton-Drag racing-004.jpg: Wikimedia Commons [online]. 10 August 2008 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Drag_racing-004.jpg Obr MDK09. File:Mit dem Schlitten auf den Hang.JPG: Wikimedia Commons [online]. 29 January 2011 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:

33 CITACE ZDROJŮ Obr. 1 FURNITURE REMOVAL CHRISTCHURCH. File:Piano Removals In Christchurch.jpg: Wikimedia Commons [online]. 9 June 2011 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Obr. 2 US NAVY. File:US Navy N-6233C-038 Postal Clerk 2nd Class Kent Landis and Postal Clerk Seaman Jeremy Fleming sort more than 3,000 pounds of mail in the hangar bay of the aircraft carrier USS George Washington (CVN 73).jpg [x] W: Wikimedia Commons [online]. 30 May 2009 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: 038_Postal_Clerk_2nd_Class_Kent_Landis_and_Postal_Clerk_Seaman_Jeremy_Fleming_sort _more_than_3%2C000_pounds_of_mail_in_the_hangar_bay_of_the_aircraft_carrier_USS_Geo rge_Washington_%28CVN_73%29.jpg 038_Postal_Clerk_2nd_Class_Kent_Landis_and_Postal_Clerk_Seaman_Jeremy_Fleming_sort _more_than_3%2C000_pounds_of_mail_in_the_hangar_bay_of_the_aircraft_carrier_USS_Geo rge_Washington_%28CVN_73%29.jpg Obr. 3 MICHAEL, Robert. File:LeonWeber 3.jpg: Wikimedia Commons [online]. 26 September 2005 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:

34 CITACE ZDROJŮ Obr. 4 NJR ZA. File:Tarlton-Drag racing-004.jpg: Wikimedia Commons [online]. 10 August 2008 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Drag_racing-004.jpg Obr MDK09. File:Mit dem Schlitten auf den Hang.JPG: Wikimedia Commons [online]. 29 January 2011 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Obr. 6 FASCIONE, Mat. File:Traffic lights along the A46 Fosse Way - geograph.org.uk jpg: Wikimedia Commons [online]. 12 October 2008 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: _-_geograph.org.uk_-_ jpg Obr. 7 BBJEE. File:Škoda Fabia.jpg: Wikimedia Commons [online]. 11 January 2008 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:

35 CITACE ZDROJŮ Obr. 8 GONS. File:Bugatti Veyron EB 16.4 Grand Sport (oblique).jpg: Wikimedia Commons [online]. 11 February 2010 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: %28oblique%29.jpg Obr. 9 EKKO. File:Heart with ventricles and arteries.jpg: Wikimedia Commons [online]. 26 May 2006 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Obr. 10 CHARVÁT, Jaroslav. Soubor: Škoda 109E 1.jpg: Wikimedia Commons [online]. 8 November 2008 [cit ]. Dostupné pod licencí Creativez: Obr. 11 KMJ. File:Gluehlampe 01 KMJ.jpg: Wikimedia Commons [online]. 26 June 2004 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:

36 CITACE ZDROJŮ Obr. 12 LANG, Niko. File:Celestia sun.jpg: Wikimedia Commons [online]. 11 June 2006 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commonsz: Obr. 13 AILURA. File:Berliner Halbmarathon Führungsgruppe Inlineskaterinnen km1.jpg: Wikimedia Commons [online]. 1 April 2012 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: gruppe_Inlineskaterinnen_km1.jpg Obr. 14 HOLLAR, Shane. File:SWCC Freefalling.jpg: Wikimedia Commons [online]. 5 August 2011 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Obr. 15 HITCHHIKER89. File:Longbow.jpg: Wikimedia Commons [online]. 26 December 2006 [cit ]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: Neoznačené obrázky, pochází z vlastního archivu. ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, ISBN Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010

37 Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová


Stáhnout ppt "Mechanická práce a energie Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová Obchodní akademie a Střední odborná škola."

Podobné prezentace


Reklamy Google