Mechanická práce a energie

Question 1

1 - Čím je podmíněna mechanická práce

Answer 1

silovým působením a pohybem tělesa

Question 2

Jaká je značka a jednotka práce?

Answer 2

značka … W (work)

jednotka … N.m = J (Joule)

Question 3

1 - Jakým vztahem vypočítáme velikost vykonané práce?

(síla je rovnoměžná se směerm pohybu)

Answer 3

W = F . s

W … vykonaná práce

F … velikost působící síly

s … dráha

Question 4

1 - Jaký vektor síly působící na těleso v pohybu zapříčiní nulovu práci?

Answer 4

vektor kolmý ke směru pohybu

Question 5

1 - Jakým vztah použijeme pro velikost vykonané práce, pokud vektor působící síly není rovnoběžný se směrem pohybu?

Answer 5

W = F . s . cosα

W … vykonaná práce

F … působící síla

s … dráha tělesa

α … úhel sevřený směrem vektoru působící síly a směrem pohybu

Question 6

1 - Je možné vykonat zápornou práci?

Answer 6

Ano. Úhel mezi působící silou a směrem pohybu musí být větší než 90 a menší nebo roven 180 stupňů.

Question 7

2 - Jaká tělesa mají kinetickou energii?

Answer 7

tělesa v pohybu

Question 8

2 - Na čem záleží určení kinetické energie téhož tělesa?

Answer 8

Na volbě vztažné soustavy.

Question 9

2 - Čemu je rovna změna kinetické energie?

Answer 9

Práci, která byla při této změně vykonána.

Question 10

2 - Uveďte vztah pro výpočet velikosti kinetické energie.

Answer 10

E_k = ¹/₂ . m . v²

E_k … kinetická energie

m … hmotnost tělesa

v … rychlost tělesa

Question 11

2 - Jak závisí kinetická energie na směru rychlosti tělesa?

Answer 11

Nijak. Nejedná se o vektorovou veličinu.

Question 12

2 - Jak vypočítáme velikost kinetické energie soustavy těles?

Answer 12

Vypočítáme jednotlivé kinetické energie těles a ty sečteme.

Rozdílné směry rychlostí nehrají roli.

Question 13

3 - Jaká tělesa mají potenciální energii?

Answer 13

Tělesa v silových polích jiných těles (předmět v určité výšce nad zemí, dva přiblížené magnety…) a pružně deformovaná tělesa (stlačená pružina,…)

Question 14

3 - Jak vypočítáme tíhovou potenciální energii tělesa umístěného nad povrch Země?

Answer 14

E_p = m . g . h

E_p … tíhová potenciální energie

m … hmotnost tělesa

g … tíhové zrychlení

h … výška

Question 15

3 - Jaký je rozdíl mezi fyzikální jednotkou práce, potenciální energie a tíhové energie?

Answer 15

žádný, všechny tyto veličiny mají jednotku J (joule)

Question 16

4 - Může mít jedno těleso zároveň nenulovou hodnotu tíhové potenciální a kinetické energie?

Answer 16

ano, například letící letadlo

Question 17

4 - Vysvětlete pojem mechanická energie.

Answer 17

Jedná se o součet kinetické a tíhové potenciální energie.

Její hodnota je v uzavřené soustavě těles bez odporových sil konstantní.

E = E_k + E_p = konst.

Question 18

4 - Vyvětlete, proč je mechanická energie, tedy součet kinetické a potenciální tíhové energie, konstantní.

Answer 18

Úbytek tíhové potenciální energie a přírůstek kinetické energie je dán stejnou prací, kterou koná tíhová síla a dráha je rovna změně výšky tělesa.

Question 19

4 - Jak zní zákon zachování mechanické energie.

Answer 19

Při všech mechanických dějích se může měnit kinetická energie v potenciální a naopak. Celková mechanická energie soustavy je však konstantní.

(Tento princip v praxi nepozorujeme, protože dochází k vlivům odporových sil.)

Question 20

5 - Vysvětlete rozdíl mezi zákonem zachování mechanické energie a zákonem zachování energie.

Answer 20

Zákon zachování mechanické energie platí pouze pro dokonalá tělesa, na které nepůsobí odporové síly. V takovém případě se bez ztrát dokonale přeměňuje kinetická energie na potenciální energii a naopak.

Zákon zachování energie popisuje také vliv odporových sil (vnitřní energie tvořená třením,…) a také předání energie jiným tělesům (odpor vzduchu).

Question 21

5 - Dítě na houpačce přestalo kopat nožkami a tak se po jistém čase zastavilo. Kam se ztratila jeho mechanická energie?

Answer 21

Energie se neztrácí ani nevypaří. Může se pouze přeměnit (vnitřní energie houpačky, především ložisek) nebo předat (napříkald okolnímu prostředí, tedy vzduchu).

Question 22

5 - Popište podobnosti a rozdíly mezi veličinami práce a energie.

Answer 22

Energie - stavová veličina, mohu říci že v tento okmažik má toto těleso takovou hodnotu energie

Práce - charakterizuje děj, změnu energie, říká kolik joulů práce musí být vykonáno, aby těleso získalo z výchozí hodnoty jinou hodnotu energie

Question 23

6 - Z jakého důvodu zavádíme veličinu výkon?

Answer 23

K popisu jak velikosti vykonané práce, tak času, který byl pro vykonání této práce zapotřebí.

Question 24

6 - Jaká je značka a jednotka výkonu?

Answer 24

značka … P

jednotka … W (watt)

také koňská síla (736 W)

Question 25

6 - Jakou jednotku můžeme zavést pro práci s využitím jednotky výkonu?

Answer 25

1 W.s (wattsekunda)

v praxi se často používá 1 kWh (kilowatthodina)

Question 26

6 - Jednotkou energie je jak joule, tak wattsekunda.

Jaký je převodní vztah mezi 1 J a 1 kWh?

Answer 26

1 kW.h = 3,6 . 10⁶ J

Question 27

6 - Jakými vztahy lze spočítat výkon?

Answer 27

pomocí práce w a času t

P = w / t

pomocí síly F a rychlosti v

P = F . v

Question 28

6 - Vysvětli rozdíl mezi výkonem a příkonem

Answer 28

Příkon - P₀ - popisuje množství energie, které v daném čase dodám zařízení

Výkon - P - popisuje množství práce, kterou zařízení v tomto čase vykoná

Question 29

6 - Uveď vztah pro výpočet příkonu

Answer 29

P₀ = E / t

(jedná se o dodanou energii za určitý čas)

Question 30

6 - Jaký je vztah mezi výkonem a příkonem?

Answer 30

Díky přirozeným ztrátám energie při běhu zařízení je vždy vykonáno méně práce, než bylo dodáno energie.

Díko tomu musí být vždy příkon vyšší než požadovaný výkon.

Poměr těchto věličin popisuje účinnost.

Question 31

6 - Jaká je značka a jednota účinnosti?

Answer 31

značka … η (éta)

jednotka … bezrozměrná veličina, často uváděná v procentech

Question 32

6 - Jaký je vztah pro výpočet účinnosti?

Answer 32

η = P₀ / P

P₀ … příkon, P …. výkon