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).
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
I N V E S T I C E
D O
Převodní vztah
R O Z V O J E
V Z D Ě L Á V Á N Í
Klíčové pojmy Vypište hlavní pojmy:
Úloha č. 1 Na tři stejná tělesa, pohybující se po vodorovné podlaze působí stejně velké síly F1, F2 a F3 různého směru. Síla F1 působí na těleso rovnoběžně s podlahou, síla F2 působí kolmo k podlaze a síla F3 svírá s trajektorií pohybu tělesa úhel α. Zakreslete působení těchto sil na tělesa a určete, která ze sil vykoná nulovou práci. Své rozhodnutí zdůvodněte. F1
F2
F3
Zdůvodnění: __________________________ Úloha č. 2 Vyberte a zakroužkujte správnou odpověď: 1. Mechanická práce je definována vztahem: a) W
F s
b) W F.s.cos
c) W F .v
d) W F.s. sin
2. Výkon je definován vztahem: a) P W .t
b) P F .s
c) P
W t
d) P
Fv t
3. Jednotkou výkonu watt lze pomocí základních jednotek vyjádřit: a) kg.m 2 .s 1
b) kg.m 2 .s 3
c) kg.m 2 .s 2
d) kg.m3 .s 2
4. Jednotkou práce v základních jednotkách SI vyjádříme: a) kg.m 2 .s 1
b) kg.m 2 .s 3
c) kg.m 2 .s 2
d) kg.m3 .s 2
5. Vztah pro potenciální energii je: a) E p
mgh 2
b) E p mg 2 h
c) E p
mg 2 h 2
d) E p mgh
c) E K
mv 2 2
d)
6. Vztah pro kinetickou energii zní: a) E K m.v 2
Mechanika – Práce a energie
b) E K
ma 2 2
Stránka 2
Úloha č. 3 Převeďte jednotky: 537μJ = kJ 8,2 μJ = nJ 98,23 MJ = nJ 4GJ = J 7 kW.s = J 345 J = kW.h 39 μJ = MJ 0,032 TJ = MJ 800MW = W 16GJ = kJ 0,54J = nJ 8.10-9kJ = mJ 15,2.107nJ = MJ 778pJ = μJ 9779,12kJ = TJ Úloha č. 4 Jeřáb zvedl těleso o hmotnosti 120 kg pohybem rovnoměrným do výšky 2 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 2 m.s-2. 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 20 m hluboké. Kolik vody vyčerpá za 7 hodin, je – li účinnost čerpadla 80%.
Mechanika – Práce a energie
Stránka 3
a) 3,73hl
3730 hl
c) 3,73 m3
d) 3,73 dl
Úloha č. 7
Doplňte tabulku: Fyzikální veličina
Značka fyzikální veličiny
Název jednotky
Značka jednotky
Ek Výkon J Joule %
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
2. 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. a) 4500 J
b) 9000 J
c) 10 J
d) 0,1 J
2. Určete práci, kterou vykoná, svírá-li se směrem trajektorie 60°. a) 4500 J
b) 9000 J
c) 18000 J
d) 0 J
Řešení:
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? a) 4000 W
b) 2000 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. a) 800 W
b) 100 W
c) 40 W
d) 25 W
Řešení:
Ve vagónu, který jede po přímé trati rychlostí 4 m.s -1, byl vržen granát o hmotnosti 2 kg rychlostí 5 m.s-1 vzhledem k vagónu. Mechanika – Práce a energie
Stránka 5
5. Jakou kinetickou energii má těleso vzhledem k vagónu? a) 5 J
b) 10 J
c) 25 J
d) 50 J
6. Jakou kinetickou energii má těleso vzhledem k povrchu Země? a) 16 J
b) 25 J
c) 41 J
d) 81 J
Řešení:
Pracovní deska stoluje ve výšce 0,8 m nad podlahou místnosti. Na stole leží kulička o hmotnosti 0,2 kg. 7. Jakou tíhovou potenciální energii má kulička vzhledem k podlaze místnosti? a) 0,4 J
b) 1,6 J
c) 2 J
d) 4 J
8. Jakou práci vykonáme, zvedneme-li kuličku rovnoměrným pohybem do výšky 0,2 m nad desku stolu? a) 0,4 J
b) 1,6 J
c) 2 J
d) 4 J
Řešení:
Model letadla o hmotnosti 0,4 kg letí stálou rychlostí o velikosti 20 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? a) 0,2 N
b) 5 N
c) 40 N
d) 2 000 N
10. Jakou práci vykoná motor modelu za dobu 40s? a) 2,5 J
b) 5 J
c) 40 J
d) 4 000 J
Řešení:
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
