Praca, moc, energia – wzory i teoria

Popychając wózek z zakupami, podrzucając piłkę w powietrze czy podnosząc ciężki plecak – wykonujemy pracę. Praca w fizyce jest miarą przekazanej energii pomiędzy układami fizycznymi. Wyrzucając piłkę przekazujemy jej energię, którą może ona potem wykorzystać np. rozbijając okno.

Jeżeli na ciało działa siła zewnętrzna, która powoduje przesunięcie tego ciała to mówimy, że zostaje wykonana praca mechaniczna. Pracę obliczamy ze wzoru W = F ⋅ s, mnożąc wartość siły F przez wartość przesunięcia s, jeżeli kierunki siły i przesunięcia są takie same.

Co ciekawe, niosąc plecak do szkoły lub naciskając mocno na szafę, która ani drgnie nie wykonujemy pracy. Dlaczego? Poniżej, przygotowałem dla Was podsumowanie teorii oraz najważniejsze wzory z działu: praca, moc, energia. W tym dziale zajmujemy się pięcioma powiązanymi tematami. Są to: praca mechaniczna, moc, energia kinetyczna, energia potencjalna i zasada zachowania energii. Zaczynajmy!

Leszek Bober

Dzień dobry. Nazywam się Leszek Bober. Od 35 lat zajmuję się nauczaniem fizyki i jest to moja wielka pasja. Zapraszam Cię serdecznie do lektury tego artykułu oraz do korzystania z innych moich materiałów.

W tym artykule znajdziesz najważniejsze zagadnienia z działu praca, moc, energia:


Praca mechaniczna

Jeżeli na ciało działamy pewną siłą i siła ta powoduje przesunięcie ciała to mówimy, że została wykonana praca mechaniczna.

Wzór na pracę:

Jeżeli kierunki siły i przesunięcia są takie same, to pracę obliczamy mnożąc wartość siły F przez wartość przesunięcia r (w ruchu prostoliniowym przez drogę s).

\(W = F \cdot r \)
\((W = F \cdot s) \)

\(W \) – praca
\(F \) – siła
\(r \) – wartość wektora przesunięcia
\(s \) – droga

Jednostką pracy jest 1 dżul (1 J).
1 J  =  1 N × 1 m.

Przygotowujesz się do sprawdzianu lub egzaminu? Mój e-book LEKCJA FIZYKI zawiera: rozwiązania zadań krok po kroku, wymagania nauczyciela, streszczenie teorii, karty wzorów.

Moc

Moc określa pracę wykonaną w ciągu jednostki czasu (1 sekundy). Obliczmy ją dzieląc pracę przez czas, w którym ta praca została wykonana.

\(P = \frac{W}{t} \)

\(P \) – moc
\(W \) – praca
\(t \) – czas

Jednostką mocy jest 1 wat ( 1 W ). Urządzenie ma moc 1 wata, jeżeli wykonuje pracę 1 dżula w ciągu 1 sekundy.

Inne jednostki pracy:

  • 1 kW  = 1 000 W
  • 1 MW  = 1 000 000 W
  • 1 kM  = 736 W

Ciało posiada energię wtedy, gdy jest zdolne do wykonania pracy. Energię wyrażamy w tych samych jednostkach co pracę.

Energia kinetyczna

Energię kinetyczną posiada ciało będące w ruchu względem wybranego przez nas układu odniesienia.

Wzór na energię kinetyczną:

\(E_k = \frac{m \cdot V^2}{2} \)

\(E_k \) – energia kinetyczna
\(m \) – masa
\(V \) – prędkość

Komplet informacji o energii kinetycznej np. wyjaśnienie, przykłady, wyprowadzenia wzorów znajdziesz na stronie w całości poświęconej temu zagadnieniu

Energia potencjalna grawitacji

Energię potencjalną grawitacji posiada ciało, które znajduje się na pewnej wysokości względem wybranego przez nas poziomu odniesienia.

Wzór na zmianę energii potencjalnej grawitacji:

\(\Delta E_p = m \cdot g \cdot h \)

\(\Delta E_p \) – zmiana energii potencjalna grawitacji
\(m \) – masa
\(g \) – przyspieszenie ziemskie
\(h \) – wyskość

Komplet informacji o energii potencjalnej grawitacji np. definicje, wyjaśnienie i przykłady znajdziesz na stronie w całości poświęconej temu zagadnieniu

Układem nazywamy kilka ciał, które ze sobą wzajemnie oddziałują. Siły wzajemnego oddziaływania ciał należących do układu nazywamy siłami wewnętrznymi tego układu. Siły spoza układu nazywamy siłami zewnętrznymi.

Energia mechaniczna

Energia mechaniczna to suma energii potencjalnej i kinetycznej.

Zmiana energii mechanicznej układu jest równa pracy wykonanej przez siły zewnętrzne nad tym układem.

Zasada zachowania energii

Jeżeli na ciało lub układ ciał nie działają siły zewnętrzne to całkowita energia mechaniczna ciała lub układu ciał nie zmienia się.

Siłę grawitacji zaliczamy do sił zachowawczych, czyli takich co nie zmieniają całkowitej energii mechanicznej układu, ale umożliwiają wzajemną przemianę energii potencjalnej i kinetycznej.

Lekcja Fizyki to mój najnowszy ebook, który pomoże Ci przygotować się do sprawdzianów i egzaminów.

  • wymagania nauczyciela
  • rozwiązania zadań krok po kroku
  • odpowiedzi na najczęściej zadawane przez uczniów pytania
  • streszczenie materiału oraz karty wzorów
  • schematy rozwiązań zadań rachunkowych i tych z wykresami

Godziny porad nauczyciela za 29 zł – ułamek ceny jednej lekcji korepetycji i bez wychodzenia z domu.

Zajrzyj do środka i zobacz przykładowe strony.

01-okladka

UDOSTĘPNIJ LINK:
Facebooktwittermail