MECHANICKÁ PRÁCE A MECHANICKÁ ENERGIE Mgr. Kamil Kučera.

Prezentace na téma: "MECHANICKÁ PRÁCE A MECHANICKÁ ENERGIE Mgr. Kamil Kučera."— Transkript prezentace:

1 MECHANICKÁ PRÁCE A MECHANICKÁ ENERGIE Mgr. Kamil Kučera

2 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. ANOTACE 1.Kód EVM: K_INOVACE_1.FY.43 2.Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.28/01.0050 3.Vytvořeno: říjen 2014 4.Ročník: 1. ročník – čtyřleté gymnázium, 5. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5.Anotace: Vzdělávací oblastČlověk a příroda Vzdělávací oborFyzika Tematický okruhMechanická práce a mechanická energie Materiál slouží k zopakování mechanické práce, výkonu, účinnosti a různých druhů energie. Materiál se zabývá také zákonem zachování mechanické energie a zákonem zachování energie jako jedním z nejzákladnějších a nejobecnějších přírodních zákonů. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule.

3 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Mechanická práce mechanická práce W mechanická práce W - skalární veličina vyjadřující účinek silového působení na hmotný bod (těleso), při němž se hmotný bod (těleso) přemisťuje jestliže na HB působí stálá síla o velikosti F, která se směrem trajektorie svírá stálý úhel α a těleso urazí dráhu s jestliže působí stálá síla o velikosti F, která je rovnoběžná se směrem trajektorie Práci 1 J vykonáme přemístěním tělesa do vzdálenosti 1 m silou rovnoběžnou s trajektorií o velikosti 1 N [1][1]

4 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Mechanická práce mechanická práce se nekoná: těleso se nepohybuje (s = 0 m) těleso se pohybuje rovnoměrným přímočarým pohybem bez působí síly (F = 0 N) síla působí na těleso kolmo k jeho trajektorii ( α = 90°) FGFG [2][2] [3][3] [4][4]

5 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kinetická energie tělesa kinetická energie E K kinetická energie E K - mechanická energie HB (tělesa) o hmotnosti m, (pohybová) který(é) se pohybuje rychlostí o velikosti v - závisí na hmotnosti m a rychlosti v HB (tělesa) (závisí tedy také na volbě vztažné soustavy) na změnu E K nemá vliv změna směru rychlosti, jen změna velikosti rychlosti!! změna E K je rovna práci, kterou vykoná výslednice působících sil [5][5]

6 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Potenciální energie tělesa potenciální energie E p potenciální energie E p - mechanická energie HB (tělesa), kterou (polohová) získá při změně polohy v silovém poli, nebo energie pružně deformovaného tělesa Potenciální energie vždy podmíněna vzájemným silovým působením těles! druhy potenciálních energií: magnetická potenciální energie elektrická potenciální energie tíhová potenciální energie (energie v tíhovém p oli) jaderná potenciální energie [6][6] [7][7] [8][8]

7 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Potenciální energie v tíhovém poli tíhová potenciální energie tíhová potenciální energie - energie HB (tělesa) o hmotnosti m, kterou získá při změně polohy v homogenním tíhovém poli Země - určujeme vzhledem k nulové hladině tíhové energie (většinou je spojena zemským povrchem) [9][9] [10] [11]

8 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Mechanická energie tělesa mechanická energie E mechanická energie E - součet kinetické a potenciální energie HB (tělesa) vzhledem ke zvolené soustavě energie - charakterizuje stav soustavy práce - charakterizuje děj, při němž nastává přeměna nebo přenos energie [12]

9 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zákon zachování mechanické energie zákon zachování mechanické energie: Při všech mechanických dějích se může měnit kinetická energie v potenciální energie a naopak, celková mechanická energie soustavy je však konstantní. např. pohyb kyvadla, padající těleso v tíhovém poli Země, těleso kmitající na pružině [13] [14]

10 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zákon zachování energie zákon zachování energie (ZZE): Při všech dějích v izolované soustavě těles se mění jedna forma energie v jinou nebo přechází energie z jednoho tělesa na druhé, celková energie soustavy se však nemění. jeden z nejdůležitějších a nejzákladnějších přírodních zákonů [15] [16]

11 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Výkon výkon W výkon W - skalární veličina průměrný výkon P p průměrný výkon P p - podíl práce W a doby t, za kterou se práce vykonala okamžitý výkon P okamžitý výkon P - součin velikosti síly F působící na těleso a okamžité rychlosti tělesa [17] [18]

12 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Účinnost účinnost η účinnost η - podíl výkonu P a příkonu P 0 stroje nebo podíl práce W vykonané za určitou dobu t a energie E v této době stroji dodané účinnost je bezrozměrná veličina (nabývá hodnot ), nejčastěji se vyjadřuje v % např. elektromotor 90% zážehový motor 30% [19][20]

13 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1.Vysvětlete fyzikální veličinu účinnost. 2.Uveďte příklad z praxe využívající zákona zachování energie. 3.Sáňky je možné táhnout, nebo tlačit. Co je z hlediska práce výhodnější? 4.Při štípání silných kusů dřeva je výhodnější sekyra s delším topůrkem. Vysvětlete. 5.Vyjmenujte různé druhy potenciálních energií a vysvětlete, jak se změní tato energie při přemístění tělesa? 6.Vysvětlete rozdíl mezi energií a prací.

14 Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] ILARIO. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mehaaniline_t%C3%B6%C3%B6.png [2] MALÝ, Jan; POLÁČEK, Jiří; LUTTERER, Ivan. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cesky_Clovek_1982-1989_01.JPG?uselang=cs [3] WIKINEWS-LOGO.SVG. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wikinews-basketball.svg?uselang=cs [4] JFMELERO. wikipedia.cz [online]. [cit 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SatelliteCentripetalForce.svg [5] FOSHIE. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aston_Martin_DB9_-_Flickr_-_foshie.jpg [6] KUIPER, Pieter. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Feeling_magnetic_repulsion.JPG [7] NEZNÁMÝ. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electroscope.png [8] U.S. ARMY ENVIRONMENTAL COMMAND. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Paula_Khan.jpg?uselang=cs [9] U.USERNAME. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Animace_op.gif?uselang=cs [10] SKYDIVING PARACHUTISME: JEF132. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Skydiving_Parachutisme_-_another_version.jpg?uselang=cs [11] PIPENOLC. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bola.gif?uselang=cs [12] U.S. AIR FORCE. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:F-20_Tigershark_launching_AGM-65_Maverick.jpg [13] CHRISTIAEN, Hubert. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pendulum_animation.gif [14]SVJO. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Animated-mass-spring.gif [15] DEMONDELUXE. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newtons_cradle_animation_new.gif [16] LURLOCK. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Newtons_cradle_3_ball_swing_5_ball_system_cropped.gif [17] SIENICKI, Tomasz. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2004_02_27_crane_-_Aalborg_ubt.jpg [18] LLEWELYN, Hugh. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hugh_llewelyn_325_002_(6520031505).jpg?uselang=cs [19] HIP. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:89_SE-i_-_Engine.jpg [20] ZUREKS. wikipedia.cz [online]. [cit. 29.9.2014]. Dostupný na WWW: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Silniki_by_Zureks.jpg SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN 80-04-22435-0 NAHODIL, Josef. Fyzika v běžném životě. Praha: Prometheus, s.r.o., 1996, ISBN 80-7196-005-5.