Arbete, energi och effekt

En presentation över ämnet: "Arbete, energi och effekt"— Presentationens avskrift:

1 Arbete, energi och effekt
-Arbete att övervinna krafter!

2 Fysikaliskt arbete är när man övervinner en kraft.
Vilka krafter har vi som kan övervinnas? Centripetalkraft Friktionskraft gravitationskraft

3 Hur beräknar man tyngden hos ett föremål?
Massan multiplicerat med tyngdaccelerationen som är ca 10 Ex Klas massa är 80 kg hur stor är tyngden? Vilken enheten har tyngd?

4 Vilka av dessa är fysikaliskt arbete?
Arbete i fysisk mening är när man övervinner en kraft.

5 Hur stort är arbetet då? När man beräknar arbetets storlek är det kraften i rörelseriktningen multiplicerat med sträckan. Hur stort är arbetet? Formeln som används för att beräkna arbete är W=F*s 1 m W = 10N * 1m = 10Nm = 10J 1 kg

6 Du skall gå upp för trappan vilket arbete utför du?
3 m

7 Massa 1,5 kg Du skall överraska din kompis med ett paket
Som du tar med dig till toppen i Eiffeltornet som är 320m högt. Hur stort arbete uträttar du på paketet Massa 1,5 kg

8 Du skall släpa denna pulka i 1 km. Hur stort arbete har du uträttat då?

9 Tyngdlyftaren håller denna vikten på 250kg i 10 sekunder.
Han är 170cm lång. Hur stort arbete uträttar han under dessa 10 sekunder?

10 Hur fungerar ett lutande plan?
Det är samma arbete som utför oavsett hur lådan kommer upp. Det är sträckan och kraften som ändras.

11 Om vi säger att lådans massa är 10kg och att höjden på planet är 1m
Om vi säger att lådans massa är 10kg och att höjden på planet är 1m . Hur stort arbete krävs det då för att få upp lådan? W= 100 *1 = 100Nm Det är samma arbete som utför oavsett hur lådan kommer upp. Det är sträckan och kraften som ändras. Om vi istället drar upp lådan på en kärra, så är arbetet lika stort men sträckan vi kör är längre (4m) Då ser vi att kraften blir mindre! W=F*s 100= F * 4 F = 25N

12 Mekanikens gyllene regel
Det man vinner i kraft förlorar man i väg

13 Gungbräda 100 kg 100 kg Vad krävs för att det skall väga jämt?
Vad händer nu?

14 Gungbräda 200 kg 100 kg Vad händer nu?

15 Gungbräda 100 kg 200 kg Om avståndet mellan vridningspunkten och 200 kg vikten är dubbelt så stort som mellan 100 kg vikten och vridningspunkten så väger det jämt. Arbetet blir lika stort.

16 Hävstänger Man tittar då på hävstångens längd från vridpunkten och ut till föremålet. I detta fallet är det 4 ggr så långt mellan handen och vridningspunkten som mellan stenen och vridningspunkten. Alltså behövs det bara en ¼ av kraften 250 N För att lyfta stenen så krävs det en kraft på 1000N. Men med hjälp av en hävstång kan man minska kraften som krävs. F Vridningspunkten 2,0 m 100 kg Hävstänger: Här gäller mekanikens gyllen regel! 0,5 m

17 Energi Energi är ett stort begrepp med många olika delar. Energi är lagrat arbete. Energi kan aldrig öka, minska eller försvinna. Den kan bara omvandlas till andra former. Några olika former av energi: Lägesenergi, rörelseenergi, värmeenergi, elektriskenergi osv.

18 ”Energiprincipen” James Joule ( ) Energin är oförstörbar och kan inte heller skapas ur intet, bara omvandlas från en form till en annan.

19 Från arbete till energi
För att du skall lyfta denna kula krävs det ett muskelarbete från dina muskler. Hur stor detta arbete blir beror på massan och sträckan. Detta arbete kan utföras tack vare lagrad kemisk energi i dina muskler. Den energi som du tillfört klotet kan inte försvinna, utan bara omvandlas enligt energiprincipen. Den omvandlas till lägesenergi

20 Lägesenergi blir till rörelseenergi
Om inte kulan har något att stanna emot omvandlas lägesenergin till rörelseenergi. Formeln för att beräkna lägesenergi är den samma som för arbete men uttrycks: Wp = mg∆h Ex om kulan väger 1 kg och lyfts 2 m så blir lägesenergin Wp = 1 * 10 * 2 = 20 J

21 Energi Värme är en form av rörelseenergi. Ju mer värmer man tillför ett ämne desto större är rörelserna på atomerna i ämnet. Det är också här de tre aggregationstillstånden kommer in, fast, flytande och gas Det finns dock en temperatur då inga värmerörelser förekommer. Den kallas den absoluta nollpunkten °C eller 0°K

22 Rörelseenergi Wk är den officiella beteckningen på rörelseenergi.
Vid beräkning av rörelseenergi används följande samband Wk = ½ mv2

23 Effekt Effekt handlar om hur mycket arbete man utför under en viss tid. P = W/t Ju snabbare man gör ett arbete desto högre blir effekten. Utvecklade du en hästkraft? 736 W.