Digitální učební materiál

Podobné dokumenty
Mechanická práce a. Výkon a práce počítaná z výkonu Účinnost stroje, Mechanická energie Zákon zachování mechanické energie

PRÁCE, VÝKON, ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 1. ročník - Mechanika

1) Jakou práci vykonáme při vytahování hřebíku délky 6 cm, působíme-li na něj průměrnou silou 120 N?

(2) 2 b. (2) Řešení. 4. Platí: m = Ep

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Digitální učební materiál

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Ze vztahu pro mechanickou práci vyjádřete fyzikální rozměr odvozené jednotky J (joule).

CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály III/ 2- Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Digitální učební materiál

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Shrnutí kinematiky. STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA a STŘEDNÍ ODBORNÉ UČILIŠTĚ, Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Digitální učební materiál

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Využití ICT pro rozvoj klíčových kompetencí CZ.1.07/1.5.00/

Digitální učební materiál

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Digitální učební materiál

Příklad 5.3. v 1. u 1 u 2. v 2

4. Práce, výkon, energie a vrhy

Digitální učební materiál

Přípravný kurz z fyziky na DFJP UPa

Digitální učební materiál

Práce, výkon, energie

Digitální učební materiál

Práce, výkon, energie

Hmotný bod - model (modelové těleso), který je na dané rozlišovací úrovni přiřazen reálnému objektu (součástce, části stroje);

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

BIOMECHANIKA. 9, Energetický aspekt pohybu člověka. (Práce, energie pohybu člověka, práce pohybu člověka, zákon zachování mechanické energie, výkon)

PRÁCE A ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB, ZPOMALENÝ POHYB TEORIE. Zrychlení. Rychlost

Okamžitý výkon P. Potenciální energie E p (x, y, z) E = x E = E = y. F y. F x. F z

ÚLOHY DIFERENCIÁLNÍHO A INTEGRÁLNÍHO POČTU S FYZIKÁLNÍM NÁMĚTEM

Mechanická práce, výkon a energie pro učební obory

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Test jednotky, veličiny, práce, energie, tuhé těleso

Digitální učební materiál

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, fyzikální pomůcky

Digitální učební materiál

MECHANICKÉ KMITÁNÍ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

4IS01F8 mechanická práce.notebook. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/ Šablona: III/2. Sada: VY_32_INOVACE_4IS Pořadové číslo: 01

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P02 DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 1. ročník - Mechanika

Opakování PRÁCE, VÝKON, ÚČINNOST, ENERGIE

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

ÍKLAD 190 gram klidu 2880 km/h 0,01 s Otázky z y r ch c le l n dráha síla p sobící práci výkon kinetická energie hmotnosti 2 t rychlost pytle

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Datum: Projekt: Využití ICT techniky především v uměleckém vzdělávání Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/34.

Digitální učební materiál

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Pokyny k řešení didaktického testu - Dynamika

7. Na těleso o hmotnosti 10 kg působí v jednom bodě dvě navzájem kolmé síly o velikostech 3 N a 4 N. Určete zrychlení tělesa. i.

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pořadí DUMu v sadě 10

1 MECHANICKÁ PRÁCE A ENERGIE 1.1 MECHANICKÁ PRÁCE

Práce, energie a další mechanické veličiny

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

11. Dynamika Úvod do dynamiky

soustava jednotek SI, základní, odvozené, vedlejší a doplňkové jednotky, násobky a díly jednotek, skalární a vektorové veličiny

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Dynamika. Síla a její účinky na těleso Newtonovy pohybové zákony Tíhová síla, tíha tělesa a síly brzdící pohyb Dostředivá a odstředivá síla

TUHÉ TĚLESO. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

TÉMA: Molekulová fyzika a tepelné děje v plynech VNITŘNÍ ENERGIE TĚLESA

FYZIKA 1. ROČNÍK. Tématický plán. Hodiny: Září 7 Říjen 8 Listopad 8 Prosinec 6 Leden 8 Únor 6 Březen 8 Duben 8 Květen 8 Červen 6.

Přehled základních fyzikálních veličin užívaných ve výpočtech v termomechanice. Autor Ing. Jan BRANDA Jazyk Čeština

CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Hmota a její formy VY_32_INOVACE_18_01. Mgr. Věra Grimmerová

Dynamika. Dynamis = řecké slovo síla

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Česká Lípa, 28. října 2707, příspěvková organizace. CZ.1.07/1.5.00/ Digitální učební materiály

Fyzika - Kvinta, 1. ročník

KINEMATIKA HMOTNÉHO BODU. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

Pohyby tuhého tělesa Moment síly vzhledem k ose otáčení Skládání a rozkládání sil Dvojice sil, Těžiště, Rovnovážné polohy tělesa

Laboratorní práce č. 3: Měření součinitele smykového tření

ÚVODNÍ POJMY, VNITŘNÍ ENERGIE, PRÁCE A TEPLO POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

3.1. Newtonovy zákony jsou základní zákony klasické (Newtonovy) mechaniky

Úlohy pro samostatnou práci k Úvodu do fyziky pro kombinované studium

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Pořadí DUMu v sadě 07

Práce, výkon, energie

Testovací příklady MEC2

III. Dynamika hmotného bodu

FYZIKA. Kapitola 3.: Kinematika. Mgr. Lenka Hejduková Ph.D.

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

KINEMATIKA I FYZIKÁLNÍ VELIČINY A JEDNOTKY

17. Střela hmotnosti 20 g zasáhne rychlostí 400 ms -1 strom. Do jaké hloubky pronikne, je-li průměrný odpor dřeva R = 10 4 N?

Řešení úloh 1. kola 52. ročníku fyzikální olympiády. Kategorie D., kde t 1 = s v 1

Transkript:

Číslo projektu Název projektu Číslo a název šablony klíčové aktivity Digitální učební materiál CZ.1.07/1.5.00/34.0802 Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K. Vitáka 452 Název DUMu Mechanická práce, výkon, mechanická energie Název dokumentu VY_32_INOVACE_16_03 Pořadí DUMu v sadě 3 Vedoucí skupiny/sady Mgr. Petr Mikulášek Datum vytvoření 10. 3. 2013 Jméno autora Mgr. Alena Luňáčková e-mailový kontakt na autora lunackova@gymjev.cz Ročník studia 1. Předmět nebo tematická oblast Fyzika Výstižný popis způsobu využití materiálu ve výuce Materiál pro přípravu na profilovou část maturitní zkoušky z fyziky Inovace: mezipředmětové vztahy s matematikou, využití ICT, mediální techniky.

MECHANICKÁ PRÁCE, VÝKON, MECHANICKÁ ENERGIE Mechanická práce, výkon, kinetická energie, potenciální energie, mechanická energie, zákon zachování energie, účinnost. Mechanická práce W fyzikální veličina skalární = práce vykonaná silou F působící po dráze s. Vztah W F s cos F působící síla s dráha úhel, který svírá síla F s trajektorií tělesa Je-li 0 < 90 cos > 0 W > 0 práce se koná Je-li 90 < 180 cos < 0 W < 0 práce se spotřebovává Je-li 90 W 0J síla práci nekoná Jednotka práce byla nazvána na počest anglického fyzika J. P. JOULEA Joule 1J = 1 N.m = 1 kg.m 2.s -2 Grafické určení práce = pracovní diagram: zobrazení závislosti velikosti síly na dráze v pravoúhlých souřadnicích. Práce W, kterou síla vykoná, je dána obsahem obrazce pod grafem dané funkce. Výkon P - fyzikální veličina skalární = je práce vykonaná rovnoměrně za dobu t. W Vztah P J 1 2 t J s kg m s 3 W s Nekoná-li se práce rovnoměrně, uvedený vztah vyjadřuje průměrný výkon a výkon určíme ze W vztahu P t Jednotka výkonu byla nazvána na počest anglického vynálezce parního stroje JAMESE WATTA. Pro práci vykonanou při konstantním výkonu platí W P. t W. s J 1 W.s.wattsekunda 6 1kW. h 3,6.10 J.kilowatthodina..používá se v energetice Vztah pro okamžitý výkon W Fv t P Fv v... okamžitá rychlost t t

Poznámka: Jednotka výkonu, která nepatří do soustavy SI a přesto se často používá kůň 1k = 736W Energie E je nastřádaná práce je to schopnost tělesa konat práci skalární veličina. Jednotka energie je stejná jako jednotka práce - joule J Energie E kinetická (pohybová) energie E k charakterizuje pohybový stav tělesa = hmotného bodu ve zvolené vztažné soustavě. Vztah 2 E 1 k 2 mv m.. hmotnost hmotného bodu - potenciální (polohová) energie E p Vztah pro potenciální energii ve výšce h nad nulovou hladinou potenciální energie: E p mgh Mechanická energie = součet kinetické a potenciální energie = celková mechanická energie tělesa : E E k E p Zákon zachování mechanické energie: Při všech mechanických dějích se může měnit kinetická energie v potenciální a naopak, celková energie soustavy je však konstantní : E E E konst. k p Poznámka: Energie je stavovou veličinou, protože popisuje stav soustavy. Příkon P 0 fyzikální veličina skalární, která vyjadřuje dodanou energii stroji za dobu E P0 W t P Účinnost je podíl výkonu a příkonu stroje: P 0 t : P Účinnost se obvykle udává v procentech: 100% P 0

Příklady 1. Nakloněná rovina o výšce h 6m svírá s vodorovnou rovinou úhel 30. Na nakloněné rovině se může bez tření pohybovat těleso o hmotnosti 25 kg ( g 10ms ). Jak velkou práci vykoná tíhová síla při posunutí tělesa po nakloněné rovině z výšky h dolů? Řešení h 6m, 30, m 25kg, g 10ms, W? Výslednici F G rozložíme na složky F 1, F 2. h Práci koná složka F 1 W F1 s FG sin s mgsin mgh. sin W 25 10 6 1500J Poznámka: W mgh stejnou práci vykoná tíhová síla při posunutí tělesa svisle dolů po dráze h. 2. Jakou práci vykonáme, posuneme-li rovnoměrným pohybem těleso o hmotnosti 25 kg do vzdálenosti 6 m vzhůru po nakloněné rovině, která svírá s vodorovnou rovinou úhel 30? Součinitel smykového tření mezi tělesem a rovinou je 0,15 ( g 10ms ).

Řešení m 25kg, s 6m, 30, f 0,15; g 10ms, W? Výslednici F G rozložíme na složky F 1, F n. F n...normálová složka; její pohybový účinek se ruší reakcí podložky F R. F V...výslednice sil F 1 a F t (třecí síla), která koná práci: W FV s ( F 1 Ft ) s ( FG sin ffn ) s ( FG sin ffg cos ) s mgs(sin f cos ) W mgs(sin f cos ) 25 10 6 (sin 30 0,15cos 30 ) 945J 3. Po vodorovné silnici táhne traktor stálou rychlostí kmen stromu o hmotnosti 1,2t do vzdálenosti 1,5km. Jakou mechanickou práci vykoná, je-li součinitel smykového tření 0,4? (7,2 MJ) 4. Po vodorovné trati se rozjíždí vlak se zrychlením 0,4ms -2. Jakou práci vykoná lokomotiva o tažné síle 50kN za dobu 2 minuty? (144 MJ) 5. Motor výtahu dopraví náklad o hmotnosti 300kg rovnoměrným pohybem do výšky 15m za 20s. a) Jakou práci motor vykoná? b) Jaký je výkon motoru? (45kJ; 2,25kW) 6. Automobil jede při výkonu 60kW rychlostí 72kmh -1. a) Jak velkou tažnou sílu vyvíjí? b) Jakou práci vykoná při stálém výkonu za půl hodiny? (3kN; 30kWh = 108 MJ) 7. Kulička zavěšená na niti o délce 45cm se vychýlí tak, že napjatá nit svírá s původní svislou polohou niti úhel 45. Jakou rychlostí projde po uvolnění nejnižším bodem? 1 Odpor vzduchu zanedbejte. ( v 1,62ms ) 8. Automobil o hmotnosti 900kg se rozjíždí z klidu se stálým zrychlením, přičemž dosáhl při výkonu motoru 60kW rychlosti 90kmh -1. Určete velikost jeho zrychlení, jestliže na něj během pohybu působila stálá odporová síla o velikosti 450N. P F Fo v Fo P Fo v ( a 2,17ms ) m m mv 9. Elektromotor o příkonu 15kW pracuje s účinností 95%. Jakou mechanickou práci vykoná za 8 hodin? ( W Po t 114kWh 410MJ)

10. Automobil o hmotnosti 1t zvětšil při výjezdu na dálnici rychlost z 90kmh -1 na 108kmh -1. a) Vypočítejte přírůstek kinetické energie automobilu. b) Jakou práci by vykonal motor automobilu při daném zvětšení rychlosti? Odpor vzduchu neuvažujte. ( E k 1 2 2 Ek E 2 m( v2 v1 ) 137,5kJ W) 2 k 1

Seznam použité literatury a pramenů: Bednařík,M.- Široká,M.: Mechanika. Prometheus, Praha 2002.288s. ISBN 80-7196-176-0. Lepil,O.- Bednařík,M.- Široká,M.: Fyzika. Sbírka úloh pro střední školy. Prometheus, Olomouc 1995. 269s. ISBN 80-7196-048-9. Kružík,M.: Sbírka úloh z fyziky. Státní pedagogické nakladatelství, n. p., Praha 1984. 335s. ISBN 14-117-84. Necitované objekty (užité v tomto DUM) jsou dílem autora. Materiál je určen pro bezplatné užívání pro potřebu výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu. Dílo smí být šířeno pod licencí CC BY SA.