Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Anna Červinková Název prezentace (DUMu): 12. Práce, výkon, účinnost Název sady: Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař Ročník: 1. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/ Datum vzniku: Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům prvních ročníků technických oborů základní poznatky z daných odvětví fyziky. Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na vysvětlení pojmu práce z fyzikálního hlediska, zavedení pojmů výkon a příkon a určování účinnosti

Mechanická práce Skalární veličina WZnačka: W wattsekunda (kilowatthodina) nebo častěji J (joule)Jednotka: wattsekunda (kilowatthodina) nebo častěji J (joule) Mechanickou práci koná těleso tehdy, když působí silou na jiné těleso a posunuje jej po určité trajektorii

Auto táhnoucí náklad, jeřáb zvedající břemeno, …. Pokud těleso neposunujeme po trajektorii, z fyzikálního hlediska práci nekonáme Např. při držení činky nad hlavou, při snaze odtáhnout těžkou skříň,…

Výpočet mechanické práce směrPři výpočtu práce je důležité znát dráhu, kterou těleso urazí, velikost síly a její směr Je-li směr působící síly stejný jako směr přemístění je práce největší (zvedání břemene ze země) Je-li směr působící síly kolmý ke směru přemístění je práce nulová (nesení tašky)

W = F · s · cosαPlatí: W = F · s · cosα F – síla s – dráha α – úhel, který svírá směr síly s vodorovným směrem W= F · s · 0 W=0J W = F · s · cosαW= F · s · 1 W= F · s

Příklad 1 Jakou práci vykonáme při vytahování hřebíku délky 6cm, působíme-li na něj průměrnou silou 120N?

Příklad 2 Jakou práci vykoná na 5 km cyklista svírá-li jeho pohyb se směrem větru úhel 60 0 a síla větru je 12N.

Příklad 3 Bednu o hmotnosti 50 kg přesuneme rovnoměrným pohybem po vodorovné podlaze do vzdálenosti 20 m. Jak velkou práci vykonáme, je-li součinitel smykového tření 0,4?

Řešení příkladu 3

Výkon Skalární veličina Vyjadřuje jak rychle se koná mechanická práce Rozlišujeme okamžitý a průměrný PZnačka: P

W(watt)Jednotka: W(watt) P = W / tneboP = F · vPlatí: P = W / tneboP = F · v W – práce vykonanáF - síla t – časv - rychlost vykonanáVýkon je práce vykonaná za jednotku času vydanáVýkon je energie vydaná za jednotku času

Příklad 1 Jaký je výkon motoru, který dopraví náklad o hmotnosti 800 kg do výšky 24 m za 1 min.?

Řešení příkladu 1

Příklad 2 Automobil vyvíjí při rychlosti 72km/h tažnou sílu 1,8 kN. Určete jeho výkon.

Příkon Skalární veličina Vyjadřuje jak rychle se dodává energie P 0Značka: P 0

W(watt)Jednotka: W(watt) P 0 = W / tčastěji P 0 = E / tPlatí: P 0 = W / tčastěji P 0 = E / t E – energie t – čas Výkon je práce dodaná za jednotku času Výkon je energie dodaná za jednotku času

Příklad Určete příkon elektromotoru, jestliže za 1 min. musíme dodat energii 72 kJ.

Účinnost Skalární veličina Slouží k posouzení hospodárnosti strojů Nemá jednotku, udává se desetinným číslem nebo v procentech ηZnačka: η

η= P / P 0Platí: η= P / P 0 P– výkon P 0 - příkon Energie dodaná je vždy větší než vykonaná práce Účinnost je v důsledku ztrát vždy menší než 1

Příklad 1 Lokomotiva o příkonu 2000 kW pracuje s výkonem kW. Určete účinnost.

Příklad 2 Elektromotor pracuje s účinností 80% a jeho příkon je 5 kW. Určete, jakou práci vykoná za 8 h.

Řešení příkladu 2

Závěrečný test Skupina ASkupina A 1.Jmenujte příklad kdy koná těleso práci 2.Určete práci, kterou vykoná těleso při zvednutí desky silou 500N o 70 cm. 3.Určete, jaký je výkon stroje s účinností 70%, jestliže mu musíme dodat za hodinu energii 600 kJ 4.Co je příkon?

Skupina BSkupina B 1.Jmenujte příklad kdy těleso nekoná práci 2.Určete práci, kterou vykoná těleso při posunutí břemene silou 600 N rychlostí 7,2 km/h 3.Určete příkon tělesa, jestliže pracuje s účinností 80% a za 2 h vykoná práci 1400 kJ 4.Co je příkon?

Odpovědi Skupina ASkupina A 1.Při tažení břemene 2.W = 350 J 3.P = 117 W 4.Energie vydaná za jednotku času

Skupina BSkupina B 1.Sezení na židli 2.W = 1200 J 3.P = 243 W 4.Energie dodaná za jednotku času

Seznam zdrojů pro textovou část LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1.díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995 SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky a vzorce pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 LEPIL, O. a kol. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. 1. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995 BEDNAŘÍK, M. a kol. Fyzika I pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1984