Transcript LEKCJA FIZYKI W GIMNAZJUM
LEKCJA FIZYKI
Siła,praca,moc,energia
Opracował:mgr Zenon Kubat Gimnazjum w Opatowie
Spis treści.
3.Praca mechaniczna.Jednostka pracy
.
.
.
Przeznaczenie
Pokaz przeznaczony jest dla uczniów gimnazjum i szkół średnich.Może być wykorzystany jako lekcja powtórzeniowa z działu:siła,praca,moc,energia
.
Połączony jest hiperłączami z innymi materiałami dydaktycznymi z dziedziny fizyki.
Pojęcie siły.
Siła jest miarą wzajemnego oddziaływania ciał. Jej obrazem jest wektor
.
Siła jest wielkością wektorową .
Jednostką siły jest niuton [N].
1
N
1
kg
1
m s
2
Pojęcie pracy mechanicznej.
Jeżeli pod wpływem
F, ciało zostaje odkształcone lub przesunięte to zostaje wykonana praca mechaniczna W.
W= F* s*cos F – siła s-droga ( przesunięcie) -kąt między kierunkiem przesunięcia i siłą wypadkową
Rysunek poglądowy.
F W= F* s*cos F 1 s W=F 1 *s Rozkład siły F na dwie składowe
Jednostka pracy.
Jednostką pracy mechanicznej jest dżul [ 1J.] Praca równa jest 1J,gdy pod wpływem siły 1N ciało zostało przesunięte na drodze 1 m.
1J = 1N*1m
Energia kinetyczna.
Wszystkie poruszające się ciała posiadają energię kinetyczną
.
E k
mV
2 2
m-masa ciała [kg] V-prędkość[m/s]
Jednostka energii.
Jednostką energii jest 1J.
[
E k
]
kg
m s
2
kg m s
2
m
Nm
J
Energia potencjalna grawitacji.
Wszystkie ciała znajdujące się na pewnej wysokości od podłoża posiadają energię potencjalną grawitacji E p
E p = mgh m-masa ciała [kg] g-przyśpieszenie ziemskie [m/s 2 ] h-wysokość [m]
Zasada zachowania energii.
Jeśli pomiędzy ciałami układu działają siły grawitacyjne lub siły sprężystości, a siła zewnętrzna nie wykonuje pracy, to energia mechaniczna układu jest wielkością stałą.
E p
mgh E k
0 m
Kosztem energii potencjalnej powstaje energia kinetyczna
.
h
E k
mV
2 2
E p
0 V
Vo=0
Zasada zachowania energii cd.
E p
mgh E k
0
E p
1
mgh
1 h V 1
E k
1
E p
mV
1 2
E p
1 2
E k
1 h 1
E p
0
E k
mV
2 2 V
Energia potencjalna sprężystości.
F=-kx m m -x m F=-kx F=0 x X k –współczynnik sprężystości F- siła sprężystości sprężyny 0
F [N]
Energia sprężyny cd.
F=kx F- siła działająca na sprężynę
W
1 2
Fx
x[m]
W E p s
1 2
Fx
1 2
kx
2 1 2
kx
2
Moc.Jednostka mocy.
Moc jest to ilość pracy wykonanej w jednostce czasu.
Jednostką mocy jest 1 wat [1W].
P
W t
1
J s
1
wat
1 W
Zadania.
Na ciało o masie 2kg działa przez 20s siła 1N.Jaką energię kinetyczną uzyska w tym czasie ciało, jeżeli ruch odbywa się bez tarcia?
Wykazać,że pomiędzy energią kinetyczną, a pędem ciała zachodzi związek :
E k
p
2 2
m
Korzystając z zasady zachowania energii oblicz prędkość końcową ciała spadającego z wysokości 2m.
Zadania cd.1
Co najmniej jaka musi być moc silnika dźwigu, który w czasie 20s podnosi ze stałą prędkością ciało o masie 150kg na wysokość 20m?
Oblicz jaką pracę należy wykonać, aby po równi pochyłej o kącie nachylenia 30st wsunąć ze stałą prędkością na wysokość 1m ciało o masie 10kg.Współczynnik tarcia wynosi 0,3.
Zadania.cd.2
Jaką pracę należy wykonać, aby ze stałą prędkością, po Poziomym torze, przesunąć ciało o masie 10kg na odległość 200cm? Współczynnik tarcia wynosi 0,3.
Pocisk o masie 20g ma prędkość V=800m/s.Oblicz
energię kinetyczną tego pocisku.Jak wysoko wzniesie się pocisk jeżeli zostanie wystrzelony pionowo w górę?
Dane:m,t,F
E k mV
mV
2
Ft
2
V
Ft m
Oblicz:E k
V
2
E k
F
2
t
2
m
2
F
2
t
2 2
m
2 [
N kg s
2
Nm
J
]
E k
mV p
mV
2 2
p
2
m
2
V
2
E k E k
m
2
V
2 2
m
p
2 2
m
E p
mgh E k
mV
2 2
mgh
mV
2 2
V
2
hg
Jednostka.
m m s
2
m s
Dane:t,m.h
Obliczyć:P Jednostka.
P W
W t
mgh P
mgh t
m kg s
2
s h
Nm
J
s F F s h m T
F
F n F=T+F s T= f F n
F s
mg
sin
F n T
T
mg
cos
fF n fmg
cos
h
sin
s s
sin
h
Rozwiązanie zadania nr 5 cd
W F W
Fs
fmg
cos
fmg
cos
mg
sin
mg
sin
s W W
fmg
cos
fctg
mg
sin sin
h
1
mgh
Dane:m,f,s,g T m F s Obliczyć:W G T=F T=fG T=fmg W=Fs W=fmgs
Dane:m,V,g
E k
mV
2 2
mgh
mV
2 2
h
V
2 2
g
Jednostka Obliczyć:E k ,h
m s
2
m s
2
m
2
s
2
m s
2
s
2
m
2
s
2
m
m
Koniec lekcji.
Podobne prezentacje znajdziesz na stronie internetowej: www.zenon-kubat.prv.pl