MUNKA, ENERGIA. Fizikai értelemben munkavégzésről akkor beszélünk, ha egy test erő hatására elmozdul.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "MUNKA, ENERGIA. Fizikai értelemben munkavégzésről akkor beszélünk, ha egy test erő hatására elmozdul."

Lőrinc Kiss
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 MUNKA, NRGIA izikai érteleben unkavégzéről akkor bezélünk, ha egy tet erő hatáára elozdul. Munkavégzé történik ha: feleelek egy könyvet kihúzo az expandert gyorítok egy otort húzok egy zánkót özenyoo az orvoi fekendőben lévő levegőt Ne történik unkavégzé ha: tartok egy könyvet lógok egy kötélen nekidőlök a falnak állandó ebeéggel vízzinte talajon ipelek egy zákot. Ha az eber teljeen nyugaloban van, például ozdulatlanul fekzik, belő zervei akkor i unkát végeznek. Légzé iatt napi 50000J, vérkeringé fenntartáához 00000J unkát végeznek zerveink. A pihenő eber napi unkavégzée özeen J. nnyi unkával például egy 7 tonná terhet 0 agara lehetne eelni. Munka: Az erő é az erő irányába eő elozdulá zorzata. Jele: M.e.: J (joule) A unka kalár ennyiég. α Ha oα A unka értékegyégét Jae Preott Joule (88-889) angol fizikuról nevezték el. Vizgálta az elektroo áraal történő hőfejleztét, A hang terjedéi ebeégét, az anyag zerkezetét, é eghatározta a hő é a ehanikai unka kapolatát. (örgyára volt é ott rendezte be laboratóriuát) A unka kizáítáához gyakran haználjuk az erőelozdulá grafikont. bben az eetben az öze unkavégzé a grafikon é az elozdulá tengely közötti íkido előjele területének özege. (N) ()

2 Annak alapján, hogy i ellenében vagy iért kell unkát végezni, különböző unkafajták vannak. MLÉSI MUNKA Ha egyenleteen feleelek egy könyvet, akkor a gravitáió erő ellenében unkát kell végezni. elékor az erő irányában a tet elozdul, így unkavégzé i történik. Mivel a ozgá egyenlete, az általunk kifejtett erő nagyága ugyanakkora, int a nehézégi erő nagyága. A végzett unka egyeneen arányo a tet töegével é az eelé agaágával. g g h e g h g Az eelé orán végzett unka pozitív, a gravitáió vagy nehézégi erő unkája negatív előjelű. GYORSÍTÁSI MUNKA Ha egy kezdetben nyugvó tetre állandó erő hat, a tet egyene vonalú egyenleteen változó ozgát végez. Ha felgyorítunk egy autót, akkor a gyorítához erő zükége, tehát unkavégzé történik. A tet a ozgá orán az erő irányába ozdul el, így unkavégzé történik. A végzett unka egyeneen arányo a tet töegével é a ebeég négyzetével. Vagy a végzett unka egyeneen arányo a tet töegével, a gyoruláal é a egtett úttal. a gy a v SÚRLÓDÁSI MUNKA Ha húzunk egy zánkót, akkor a úrlódái erő ellenében unkát kell végezni. Ha egy tetet vízzinte felületen ozgatunk úgy, hogy a tet egyene vonalú egyenlete ozgát végez, akkor a tet az általunk kifejtett erő irányában ozdul el, tehát unkavégzé történik. Mivel a ozgá egyenlete, a úrlódái erő nagyága egegyezik a húzóerő nagyágával. A úrlódái erő egyeneen arányo a tet töegével, a egtett úttal é az egyáal érintkező felületek anyagi inőégét kifejező úrlódái együtthatóval. µ g µ g A úrlódái erő ellenében végzett unka pozitív, a úrlódái erő unkája negatív előjelű.

3 RUGALMAS MUNKA Ha kihúzok egy íjat vagy egy expandert, akkor a rugala erő ellenében unkát kell végezni. Ha egy tet alakját egváltoztatjuk, akkor az alakváltozát okozó erő irányában elozdulá i történik, így az alakváltozá unkavégzéel jár. A rugó egnyújtáa orán végzett unka egyeneen arányo a rugóállandóval é a egnyúlá négyzetével. Mivel a kifejtett erő arányo a egnyúláal, ezért a unkavégzé kizáítáához ok eetben az erő egnyúlá grafikont haználjuk. D y r D y D rugóállandó (a rugó erőégét fejezi ki) y kitéré (egnyúlá) (N) y () Azono nagyágú unkavégzé eetén a unkavégzé időtartaa lényegeen különböző i lehet. Teljeítény: A unkavégzé ebeége Jele: P M.e.: (watt) A teljeítény kalár ennyiég. P t A teljeítény értékegyégét Jae att (736-89) angol érnökről nevezték el, aki egéz életét a gőzgép fejleztéének zentelte. A teljeítény egyik régebbi, de néha ég haznált értékegyége a lóerő, aelynek rövidítéei: L (agyar), HP (angol), PS (néet). Különöen a járűvek teljeítényét zoká ég a i lóerőben egadni. L 736, K,36 L Gyakran előfordul, hogy a végzett unka egy réze záunkra hazontalan. Például az építkezénél a gerenda feleeléekor ak a betongerenda eelééhez zükége unka a hazno, de fel kell eelni a drótköteleket, le kell győzni az alkatrézeknél fellépő úrlódát i. Az öze unka é a hazno unka tehát ne egyenlő nagyágú. Hatáfok: A hazno unka é az öze unka hányadoa Jele: η Általában zázalékban zoká egadni. hazno η öze P hazno P öze A gépek, berendezéek hatáfoka indig kiebb, int 00%. A hazno unka fogala inden eetben zubjektív egyéni egítélétől függ. A robbanóotorokban a dugattyú é a henger közötti úrlódá jelentő elegedét okoz, a otort hűteni kell. Télen azonban az addig vezteégnek záító úrlódából zárazó eleg egy rézével fűtjük az autót.

4 nergia: Munkavégző képeég, kölönható képeég, egy tet vagy ező állapotváltoztató képeége. (nergiával a fizikában indig egy tet vagy ező állapotát jelleezzük. A köznapi életben ettől eltérő érteleben i haználjuk. Például: energiatakaréko, energiahordozó, energiafelhaználá tb.) Jele: M.e.: J (joule) Az energia kalár ennyiég. gy tetnek vagy ezőnek annyi energiája van, aennyi unkát végezni kell ahhoz, hogy a tet alapállapotból a egadott állapotba kerüljön. nergiája van: A: feleelt záknak A felgyorított autónak A kihúzott expandernek gy pohár víznek MOZGÁSI (kinetikai) NRGIA Ha bárely tet valailyen v ebeéggel ozog, annak van energiája. Alapállapotnak ebben az eetben a nyugali állapotot tekintjük. Ha egy Trabant é egy kaion ugyanolyan ebeéggel halad, akkor a kaionnak nagyobb a ozgái energiája, ert nagyobb a töege. Két Trabant közül annak nagyobb a ozgái v energiája, aelyik nagyobb ebeéggel halad. HLYZTI (poteniáli) NRGIA Bárely agaágba feleelt teteknek van energiája. A gravitáió ező képe a feleelt tetet ozgába hozni. Tehát a gravitáió ezőnek van energiája. A helyzeti energia zepontjából alapállapotnak tekintjük a föld vagy padló zintját. Ugyanolyan agaágban lévő azono érető va é aluíniu golyó közül a vagolyónak nagyobb a h g h töege (ert nagyobb a űrűége), tehát nagyobb a helyzeti energiája Két azono töegű tégla közül annak nagyobb a helyzeti energiája, aelyik agaabban van. RUGALMAS NRGIA A kihúzott rugónak energiája van. Alapállapotnak ebben az eetben a tet fezíté előtti állapotát tekintjük. Ha egy expandert é egy tollban lévő rugót ugyanannyira húzo ki, akkor az expandernek nagyobb a rugala energiája, ert a benne lévő rugó erőebb. Két expander közül, annak nagyobb a rugala energiája, aelyiket jobban kihúztuk. r D y A ozgái, a helyzeti é a rugala energiát közö néven ehanikai energiának nevezzük.

5 nergia egaradá törvénye: nergia ne véz el, ne keletkezik a eiből, ak átalakul. Például: a zabadon eő tet energiavizonyait vizgálva, h g h 0 azt tapaztaljuk, hogy a g kezdeti helyzeti energia eé h közben fokozatoan alakul ozgái energiává. h 0 v h + állandó g h v v g h A haroniku rezgőozgát végző tetre érvénye az energia egaradá törvénye. A ozgá orán a rugala é a ozgái energia özege állandó. Tehát egy zárt ehanikai rendzerben ha a belő erők között nin úrlódái vagy közegellenállái erő, akkor a rendzer öze ehanikai energiája állandó. Ha a belő erők között úrlódái illetve közegellenállái erő i fellép, akkor a rendzer ehanikai energiája folyaatoan ökken. Az öze energia azonban változatlan arad, a úrlódá iatt ugyani a rendzer é környezete elegzik, azaz nő a belő energia.

6 Munkafajták. eléi unka h g. Gyorítái unka v a 3. Rugala unka y D 4. Súrlódái unka ny µ 5. Tágulái unka V p 6. Hőennyiég T 7. lektroo ező unkája U Q Q 8. lektroo ára unkája t R U t R I t I U 9. Kilépéi unka

7 nergiafajták. Helyzeti energia h g. Mozgái energia v 3. Rugala energia y D 4. Belő energia T k N f T 5. Kondenzátor energiája U Q 6. Teker energiája I L 7. ény energiája f h 8. Kötéi energia ( ) [ ] { } n p Z A Z M +

Hasonló dokumentumok

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása Munkavégzés történik ha: felemelek egy könyvet kihúzom az expandert A munka Fizikai értelemben munkavégzésről akkor beszélünk, ha egy test erő