11. Energie – její druhy, zákon zachování Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Anna Červinková Název prezentace (DUMu): 11. Energie – její druhy, zákon zachování Název sady: Fyzika pro 1. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař Ročník: 1. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/34.0727 Datum vzniku: 17. 10. 2012 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 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 rozlišení kinetické a potenciální energie a na ojasnění pojmu zákon zachování energie

Energie Skalární veličina charakterizující formy pohybu hmoty Podle forem pohybu rozlišujeme různé druhy energie Např. mechanickou, elektrickou, jadernou, vnitřní,…

Mechanická energie Charakterizuje mechanický pohyb těles a jejich vzájemné působení Dělí se na kinetickou – pohybovou, potenciální – polohovou a energii pružnosti

Kinetická energie Skalární veličina Charakterizuje pohybový stav tělesa Mají ji tělesa, která se vzhledem k dané vztažné soustavě pohybují Je rovna práci, kterou je třeba vykonat, aby se změnila rychlost tělesa

Velikost závisí na volbě vztažné sustavy Značka: Ek Jednotka: J Platí: Ek = ½ · m · v2 m – hmotnost v – rychlost

Příklad 1 Určete kinetickou energii střely o 20g vystřelené rychlostí 400m/s

Příklad 2 Rychlost automobilu vzroste z 30km/h na 45km/h. Určete změnu kinetické energie

Řešení příkladu 2

Potenciální energie Skalární veličina Charakterizuje vzájemné působení těles Mají ji tělesa, která se nachází s silovém jiných těles

Potenciální energie tíhová Je zvláštním případem potenciální energie Mají ji tělesa, která se nachází s silovém Země Je rovna práci, kterou vykoná tíhová síla působící na těleso v určité výšce

Velikost závisí na volbě nulové hladiny potenciální energie Značka: Ep Jednotka: J Platí: Ep = m · g · h m – hmotnost h – výška nad zemí g – tíhové zrychlení 9,81m/s2

Příklad 1 Závaží o hmotnosti 2kg zvedneme 0,5m nad horní desku stolu. Určete potenciální energii a) vzhledem k desce stolu, b) vzhledem k rovině podlahy víte-li, že je deska 1m nad ní

Řešení příkladu 1

Příklad 2 Do jaké výšky je třeba vyzvednout kladivo, aby jeho potenciální energie byla větší o 40J. Hmotnost kladiva je 5kg

Energie pružnosti Skalární veličina Mají ji pružně deformovaná tělesa Je rovna práci, kterou vykonají vnější síly nebo síly pružnosti při deformaci tělesa

Zákon zachování mechanické energie Platí pro každou soustavu těles Říká, že mechanická energie izolované soustavy se nemění Přeměňuje se pouze kinetická energie na potenciální a naopak Ek + Ep = konst.

Zákon zachování mechanické energie Ek – se snižuje Ep – se zvyšuje Ep – se snižuje Ek – se zvyšuje Ep=0J Ek - max Ek=0J Ep - max

Závěrečný test Skupina A Jmenujte těleso s nenulovou kinetickou energií Určete, potenciální energii výtahu o hmotnosti 0,4t, který vystoupí do druhého patra. Výška jednoho patra je 5m. Určete, které těleso bude mít ve stejném okamžiku větší kinetickou energii těleso ve výšce 5m a těleso ve výšce 3m nad zemí.

Skupina B Jmenujte těleso s nenulovou potenciální energií Určete, které z těles bude mít při vržení svisle vzhůru v daném okamžiku větší potenciální energii. Těleso s rychlostí 5m/s a těleso s rychlostí 2m/s. Určete kinetickou energii tělesa o hmotnosti 250g, letícího rychlostí 50m/s.

Odpovědi Skupina A Jedoucí auto, lyžař,… Ep = 39240J Těleso ve výšce 3m. Plyne ze zákona zachování energie

Skupina B Vzhledem k podlaze - kniha v poličce, váza na stole Těleso s rychlostí 2m/s. Plyne ze zákona zachování energie Ek = 312,5J

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