Projekt Efektivní Učení Reformou oblastí gymnaziálního vzdělávání je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. MECHANIKA PRÁCE A ENEGRIE Teorie Uveďte tři konkrétní příklady konání mechanické práce W. Ze vztahu pro mechanickou práci vyjádřete fyzikální rozměr odvozené jednotky J (joule). Klíčové pojmy Vypište hlavní pojmy: Vysvětlete pojmy: Pracovní diagram: Nulová hladina tíhové potenciální energie: Izolovaná soustava těles: Slovně formulujte a zapište zákon zachování mechanické energie a porovnejte ho se zákonem zachování energie. V MFCHT najděte starší jednotky práce a výkonu. Zapište jejich názvy a převodní vztah do tabulky. Jednotky práce: Název jednotky Značka jednotky Převodní vztah Jednotky výkonu: Název jednotky Značka jednotky Převodní vztah I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í
Úloha č. 1 Na tři stejná tělesa, pohybující se po vodorovné podlaze působí stejně velké síly F 1, F a F 3 různého směru. Síla F 1 působí na těleso rovnoběžně s podlahou, síla F působí kolmo k podlaze a síla F 3 svírá s trajektorií pohybu tělesa úhel α. Zakreslete působení těchto sil na tělesa a určete, která ze sil vykoná nulovou práci. Své rozhodnutí zdůvodněte. F 1 F F 3 Zdůvodnění: Úloha č. Vyberte a zakroužkujte správnou odpověď: 1. Mechanická práce je definována vztahem: F W b) W F.s.cos c) W F. v d) W F.s.sin s. Výkon je definován vztahem: P W. t b) P F. s c) W P d) t Fv P t 3. Jednotkou výkonu watt lze pomocí základních jednotek vyjádřit: 1 kg. m. s b) 3 kg. m. s c) kg. m. s d) kg. m 3. s 4. Jednotkou práce v základních jednotkách SI vyjádříme: 1 kg. m. s b) 3 kg. m. s c) kg. m. s d) kg. m 3. s 5. Vztah pro potenciální energii je: mgh E p b) E p mg h c) mg h E p d) E p mgh 6. Vztah pro kinetickou energii zní: E K m.v b) ma E K c) mv E K d) Mechanika Práce a energie Stránka
Úloha č. 3 Převeďte jednotky: 537μJ = kj 8, μj = nj 98,3 MJ = nj 4GJ = J 7 kw.s = J 345 J = kw.h 39 μj = MJ 0,03 TJ = MJ 800MW = W 16GJ = kj 0,54J = nj 8.10-9 kj = mj 15,.10 7 nj = MJ 778pJ = μj 9779,1kJ = TJ Úloha č. 4 Jeřáb zvedl těleso o hmotnosti 10 kg pohybem rovnoměrným do výšky m a pak je v této výšce opět pohybem rovnoměrným přímočarým přenesl do vzdálenosti 10 m. Jakou práci vykonal jeřáb? Úloha č. 5 Těleso o hmotnosti 7 kg bylo pomocí provazu vytaženo do výšky 100 cm, poprvé pohybem rovnoměrným přímočarým a podruhé pohybem rovnoměrně zrychleným se zrychlením m.s -. Určete jakou práci (v obou případech) vykonala tahová síla provazu. Úloha č. 6 Čerpadlo poháněné elektromotorem o příkonu 3,7 kw čerpá vodu ze studny 0 m hluboké. Kolik vody vyčerpá za 7 hodin, je li účinnost čerpadla 80%. Mechanika Práce a energie Stránka 3
3,73hl 3730 hl c) 3,73 m 3 d) 3,73 dl Úloha č. 7 Doplňte tabulku: Fyzikální veličina Značka fyzikální veličiny Název jednotky Značka jednotky Výkon E k Joule J % Úloha č. 8 Zamyslete se a odpovězte na následující otázky: (nutné informace vyhledejte v dostupných zdrojích) 1. Jakou práci vykoná komár při bodnutí? Mechanika Práce a energie Stránka 4
. Proč má kobylka luční tak dlouhé skákavé končetiny? 3. Kdy koná člověk při chůzi větší práci, když dělá malé kroky nebo velké? Úloha č. 9 Vyberte správnou odpověď a zakroužkujte ji: Karel táhne po vodorovné silnici vozík, přičemž na něj působí stálou silou o velikosti 30N. S vozíkem ujede dráhu 300 m. 1. Určete práci, kterou vykoná, má-li směr trajektorie vozíku. 4500 J b) 9000 J c) 10 J d) 0,1 J. Určete práci, kterou vykoná, svírá-li se směrem trajektorie 60. 4500 J b) 9000 J c) 18000 J d) 0 J Na krabici, která je na vodorovné podlaze, působí chlapec vodorovnou silou o velikosti 50 N po dobu 10 s a vykoná práci 400 J. 3. Jaký je průměrný výkon chlapce? 4000 W b) 000 W c) 40 W d) 8 W 4. Jaký je okamžitý výkon chlapce, pohybuje li se bedna rychlostí o velikosti 0,5 m.s -1. 800 W b) 100 W c) 40 W d) 5 W Ve vagónu, který jede po přímé trati rychlostí 4 m.s -1, byl vržen granát o hmotnosti kg rychlostí 5 m.s -1 vzhledem k vagónu. Mechanika Práce a energie Stránka 5
5. Jakou kinetickou energii má těleso vzhledem k vagónu? 5 J b) 10 J c) 5 J d) 50 J 6. Jakou kinetickou energii má těleso vzhledem k povrchu Země? 16 J b) 5 J c) 41 J d) 81 J Pracovní deska stoluje ve výšce 0,8 m nad podlahou místnosti. Na stole leží kulička o hmotnosti 0, kg. 7. Jakou tíhovou potenciální energii má kulička vzhledem k podlaze místnosti? 0,4 J b) 1,6 J c) J d) 4 J 8. Jakou práci vykonáme, zvedneme-li kuličku rovnoměrným pohybem do výšky 0, m nad desku stolu? 0,4 J b) 1,6 J c) J d) 4 J Model letadla o hmotnosti 0,4 kg letí stálou rychlostí o velikosti 0 m.s -1 ve výšce 30 m nadpovrchem Země. Motor letadla má stálý výkon 100W. 9. Jak velkou tažnou silou působí motor na model letadla? 0, N b) 5 N c) 40 N d) 000 N 10. Jakou práci vykoná motor modelu za dobu 40s?,5 J b) 5 J c) 40 J d) 4 000 J Mechanika Práce a energie Stránka 6
Úloha č. 10 Vyhledejte v dostupných zdrojích životopis dvou významných fyziků a vyberte základní informace: James Prescott Joule James Watt Mechanika Práce a energie Stránka 7