Fyzika 8.ročník ZŠ Mechanická práce, kladky. Creation IP&RK

Můžeme si nějak mechanickou práci usnadnit? Trocha úvah na začátek Co vás napadne, když slyšíte slovo práce? Jak se vlastně dá měřit práce? Můžeme si nějak mechanickou práci usnadnit? ???

Práce Je rozdíl, pokud užijeme pojem práce doma nebo ve fyzice. To co je pro nás práce v běžném životě ještě pro nás nemusí být práce ve fyzikálním smyslu a naopak. Co je to tedy ona práce ve fyzice? Práce ve fyzice Práce ve fyzikálním smyslu se koná, přemisťujeme-li nějaké těleso po nějaké dráze za pomoci nějaké síly.

Takže, i když kolikrát můžeme být reálně pěkně utahaní, nemusíme fyzikálně vykonat vůbec žádnou práci. Je tedy vždy nutno užít nějaké síly a posunout s tělesem na které působíme! Visíme-li například na větvi, nebo držíme nákup v ruce, můžeme sice hekat námahou, ale žádnou práci nekonáme!

Mechanická práce Mechanickou práci konáme, pokud na těleso působíme silou a vlivem této síly ho přemísťujeme po jisté dráze ve směru působící síly. Příklady: - zvedání tělesa do výšky tažení tělesa po podložce (překonávání odporu třecí síly) F F s s

Mechanická práce Práce je fyzikální veličina Značí se W Základní jednotkou je 1J (joule, čti džaul) Vedlejší jednotky: kJ, MJ, GJ, … ( kilo, mega, giga ) Popiš jednotlivé obrázky z hlediska konání práce …

James Prescott Joule (1818 - 1889), Výpočet práce W je vykonaná práce v joulech F je působící síla v newtonech s je dráha, po níž síla působí v metrech James Prescott Joule (1818 - 1889), anglický fyzik Práci jednoho joulu vykonáme, posuneme-li těleso půso- bením stálé síly jednoho newtonu po dráze jednoho metru v směru síly.

Příklady k procvičení Příklad: Náklad posouváme přímočarým pohybem po vodorovné silnici po dráze 2 km působením síly velikosti 3 000 N. Jakou práci vykonáme? s = 2 km F = 3 000 N W = ? ( J ) = 2 000 m W = F . s W = 3000 . 2000 = 6 000 000 (J) W = 6 MJ Vykonáme práci 6 MJ.

Příklady k procvičení 2. Příklad: Jakou práci vykoná Karkulka, ujde-li s košíčkem o hmotnosti 4 500 g cestu k babičce přes les dlouhou 2,5 km? s = 2,5 km m = 4 500 g W = ? ( J ) = 2 500 m = 4,5 kg F = Fg = m . g = 4,5 . 10 = 45 N W = F . s W = 45 . 2500 = 112 500 (J) W = 112,5 kJ Karkulka vykonala práci 112,5 kJ.

Příklady k procvičení 3. Příklad: Jak velikou silou působí jeřáb, který při přesunu břemene o 15 m vykoná práci o velikosti 30 kJ? s = 15 m W = 30 kJ F = ? ( N ) = 30 000 J W = F . s → F = W : s F = 30 000 : 15 = 2 000 (N) F = 2 kN Jeřáb působí silou 2 kN.

Příklady k procvičení 4. Příklad: Do jaké výšky byl zvednut pytel brambor o hmotnosti 50kg z povrchu Země rovnoměrným pohybem, když byla přitom vykonána práce 2250J. m = 50 kg W = 2 250 J s = ? ( m ) F = Fg = m . g = 50 . 10 = 500 N W = F . s → s = W : F s = 2 250 : 500 = 4,5 s = 4,5 m Pytel brambor byl zvednut do výše 4,5 m.

KLADKY, práce na kladkách KLADKY ŘADÍME MEZI JEDNODUCHÉ STROJE, KTERÉ NÁM USNADŇUJÍ MECHANICKOU PRÁCI Kladka je vlastně kotouč, který se otáčí kolem své osy a na obvodu má žlábek, ve kterém vedeme provaz (lano, … ). DĚLÍME JE NA: 1) KLADKA PEVNÁ 2) KLADKA VOLNÁ 3) KLADKOSTROJE

Aby nastala rovnováha sil, musí platit: F = Fg KLADKA PEVNÁ Její hlavní výhodou je směr působící síly Zvedáme-li něco pouze rukou, působíme silou vzhůru Při užití kladky působíme pro zvedání směrem dolů a tím pádem můžeme využít vlastní váhy! Aby nastala rovnováha sil, musí platit: F = Fg Fg F Žádnou sílu tedy neušetříme, ale můžeme využít vlastní hmotnost, neboť působíme směrem dolů!

Fg = 2 * F KLADKA VOLNÁ F Hodí se pro zdvihání těžkých břemen Ke zvednutí je totiž potřeba jen poloviční síla Nevýhodou je směr působící síly, neboť je vzhůru, chceme-li něco zvedat do výšky Fg F Pro rovnováhu je opět potřeba vyvážit gravitační sílu. Na volné kladce se tato síla však rozloží na dvě stejně veliké síly, z nichž jednu drží závěs a druhou naše paže. Proto nám stačí jen poloviční síla, nežli by byla potřebná u kladky pevně. A proto platí Fg = 2 * F

KLADKOSTROJ F Spojením výhod kladky pevné a volné získáme kladkostroj Kladkou pevnou získáme výhodný směr působení a kladkou volnou zmenšíme sílu Nevýhodou je však fakt, že kolikrát zmenšíme sílu, tolikrát zvětšíme délku lana Fg F h s U kladkostroje je opět působící síla poloviční, ale chceme-li zvednout břemeno o do nějaké výšky, musíme vytáhnout dvakrát tak dlouhé lano. Platí tedy: Fg = 2 * F 2*h = s

PRÁCE NA KLADKÁCH - porovnání Práce při užití kladky, kladkostroje či jen holých rukou je stále stejně veliká. Kladky mají pro nás výhodný směr působící síly a u kladkostroje nám stačí menší síla, nežli by byla potřeba bez něho

Bez práce nejsou koláče. lidové přísloví