Transcript Arbete Energi Effekt

Arbete
Energi
Effekt
Mekaniskt arbete
Du använder en kraft som gör att föremålet
förflyttas i kraftens riktning
Mekaniskt arbete
Friktionskraft
En kraft som försöker hindra rörelsen, t.ex. när
du släpar ett föremål längs marken
Mekaniskt arbete
Beräkna!
Arbete = kraft ∙ väg
Kraft = T.ex. ett föremåls tyngd, mäts i Newton (N)
Väg = sträckan som föremålet förflyttas i
kraftens riktning, mäts i meter
Arbete = kraft ∙ väg Enheten blir Nm
(Newtonmeter)
Mekaniskt arbete
Trucken på s. 2
kraften 1000N
vägen 1m
Arbetet blir 1000N ∙ 1m = 1000 Nm = 1000 Joule
Lägesenergi och rörelseenergi
Det behövs alltid någon form av
energi för att utföra ett arbete.
Energi = lagrat arbete
Elektriskt energi till en elmotor
Energin i bensinen till en bensinmotor
Kemisk energi (mat) till människan
Lägesenergi och rörelseenergi
Det krävs ett stort arbete för att ta dig
uppåt. Kan ta hjälp av lift…
Längst uppe har arbetet gett dig mycket
lägesenergi.
När du rör dig neråt omvandlas din
lägesenergi till rörelseenergi.
Stor massa, stor fart – mkt rörelseenergi!
Lägesenergi och rörelseenergi
• Ju högre upp ett föremål förflyttas, desto
större blir lägesenergin.
• Ju större fart och massa ett föremål har, desto
större blir rörelseenergin.
• Lägesenergi kan alltid omvandlas till
rörelseenergi och tvärtom!
Lägesenergi och rörelseenergi
• Arbete och energi har samma enhet eftersom
energi är lagrat arbete. Nm eller Joule, J
• s.3 Tex. Spänd pilbåge har energin som
krävs för att utföra arbetet att skjuta iväg
pilen.
• Utför arbetet 500 J för att förflytta till viss höjd
= lägesenergin 500 J.
Lägesenergi och rörelseenergi
• Det finns många olika sorters energi, t.ex.
värmeenergi, elektrisk energi, kemisk energi.
• Rörelseenergi och lägesenergi = mekaniskt
energi som kan användas till arbete.
• Jobba med frågor på s. 12-13
Fråga nr. 1-19
Energiprincipen
Det finns många olika sorters energi, t.ex.
värmeenergi, elektrisk energi, kemisk energi,
rörelseenergi och lägesenergi.
Även ljus och ljud är en form av energi.
Man kan inte skapa energi ur ingenting och
man kan inte heller förstöra den.
Energiprincipen:
Energi kan varken skapas eller förstöras. Den
kan bara omvandlas i olika former.
Energiprincipen
T.ex.i en bil:
Den kemiska energin i bensinen används för att
göra ett arbete = driva bilen framåt.
All energi i bensinen används tyvärr inte för att
driva bilen framåt.
Omvandlas till värmeenergi – motorn blir ju
varm!
Energiprincipen
Uppgift
Enkla maskiner
Olika hjälpmedel för att underlätta arbetet:
• Hävstänger
• Lutande plan
• Skruv
• Block
• Kil
• Hjul
Hävstänger
• Det finns enarmade och tvåarmade
hävstänger
Lutande plan
Istället för att lyfta cykeln rakt upp kan vi rulla
den uppför en planka.
Sträckan blir längre men man behöver inte ta i
lika mycket
Skruv
På en skruv har gängorna en viss lutning som
egentligen är ett långt lutande plan
Ju mindre lutningen är desto lättare är det att
skruva in skruven, men man måste skruva fler
varv
Block
Om ett tungt föremål hängs i två linor istället för
en behöver varje lina bara bära halva tyngden.
Exempel på s. 5 i fysikboken
Kil
Också kilen är i själva verket ett lutande plan.
Tänk till exempel på en yxa, vars spets är en
kil. När man hugger in yxan i en träkubbe,
koncentreras huggets kraft i spetsen. Spetsen
tränger in i träet och tvingar det att klyvas.
Träet, som klyvs, rör sig en kortare väg
än yxans spets, men påverkas av
en större kraft.
Hjulet
Fiffig uppfinning för att minska friktionen…
Mekanikens gyllene regel
Det man vinner i kraft förlorar man i väg
Serpentinvägar: Lång väg men mindre kraft
Effekt
Hur effektivt något är.
Hur lång tid det tar att uträtta ett arbete.
T.ex. springa uppför en trappa fort eller sakta
Effekt = Arbete
Tid
Enheten är Watt (efter skotten James Watt)
Man kan också använda Nm/s eller J/s
Effekt - exempel
En lyftkran lyfter 30 kg = 300 N
Höjden är 3 m
Det tar 3 s
Arbetet blir 300N ∙ 3m = 900 Nm
Effekten Arbetet = 900 = 300 W
Tid
3
3000 W = 3 kW
Effekt
Hästkraft är en annan enhet för effekt
(trots att det heter kraft…)
Det var James Watt som när han försökte
förbättra ångmaskinen skulle förklara hur
effektiv den var. Jämförde då med hästar.
”Lika effektiv som 20 hästar”
1 hästkraft = 736 W
Verkningsgrad
Hur bra en maskin drar nytta av den tillförda
energin
T.ex. bilmotorer har låg verkningsgrad
Verkningsgrad = nyttig energi
tillförd energi
T.ex. kan verkningsgraden vara 75% då den
tillförda energin till 75% omvandlas till nyttig
energi
Att kunna
Målet är att du efter avslutad kurs ska känna till följande:
• vad som menas med mekaniskt arbete
• vad som menas med friktion
• hur man beräknar mekaniskt arbete
• vad som menas med lägesenergi och rörelseenergi
• vilken enheterna är för arbete och energi
• vad som menas med energiprincipen
• vad som menas med ”enkla maskiner” och kunna ge
exempel
• vad som menas med mekanikens gyllene regel
• vad som menas med effekt
• hur man beräknar effekt
• vad som menas med verkningsgrad
Fredag 18/11
•
•
•
•
Gå igenom ”att kunna”
Göra effekt – laboration (på löspapper)
Läs eller lyssna på s.2-4
Jobba med frågorna på s. 12-13
Fråga nr. 1-19
• Prov tisdag v. 48