1
00:00:01,280 --> 00:00:03,840
Marzyły Ci się kiedyś siedmiomilowe buty?

2
00:00:04,096 --> 00:00:06,123
Czarodziejskich na składzie nie mamy

3
00:00:06,123 --> 00:00:08,485
ale fizycy wymyślili parę sposobów

4
00:00:08,485 --> 00:00:10,400
dzięki którym można się przemieszczać

5
00:00:10,400 --> 00:00:13,180
o wiele szybciej niż normalnie na nogach

6
00:00:13,180 --> 00:00:15,340
albo chociaż zabawniej.

7
00:00:15,360 --> 00:00:18,109
Drążek pogo zwany też żabią laską

8
00:00:18,109 --> 00:00:20,736
sprężynowe szczudła czy kangurowe buty

9
00:00:20,992 --> 00:00:22,903
to wszystko sprzęt wykorzystujący

10
00:00:22,903 --> 00:00:24,946
ciekawą formę energii

11
00:00:24,946 --> 00:00:26,624
energię sprężystości.

12
00:00:26,880 --> 00:00:28,346
O tej właśnie energii

13
00:00:28,346 --> 00:00:30,512
opowiem Ci w tej lekcji.

14
00:00:41,472 --> 00:00:43,666
Jeśli myślisz, że energia potencjalna

15
00:00:43,666 --> 00:00:45,295
związana jest nierozłącznie

16
00:00:45,295 --> 00:00:47,270
z przyciąganiem naszej planety

17
00:00:47,270 --> 00:00:48,950
pomyśl jeszcze raz.

18
00:00:49,152 --> 00:00:51,861
Istnieje taki rodzaj energii potencjalnej

19
00:00:51,861 --> 00:00:53,343
który ciała mają nawet

20
00:00:53,343 --> 00:00:54,545
w kosmicznej próżni

21
00:00:54,545 --> 00:00:56,574
i w stanie nieważkości.

22
00:00:56,576 --> 00:00:58,530
Są ciała, które zmieniają kształt

23
00:00:58,530 --> 00:01:00,351
pod wpływem siły zewnętrznej

24
00:01:00,351 --> 00:01:02,120
ale potrafią go odzyskiwać

25
00:01:02,120 --> 00:01:04,194
gdy ta siła przestaje działać.

26
00:01:04,256 --> 00:01:05,841
Taką właściwość ciał

27
00:01:05,841 --> 00:01:08,044
nazywamy sprężystością.

28
00:01:08,044 --> 00:01:09,440
Możesz się o niej przekonać

29
00:01:09,440 --> 00:01:12,678
na przykład ściskając sprężynkę długopisu

30
00:01:12,704 --> 00:01:15,062
albo odbijając piłeczkę tenisową.

31
00:01:15,520 --> 00:01:18,120
Aby zmienić kształt ciała sprężystego

32
00:01:18,120 --> 00:01:19,744
trzeba wykonać pracę.

33
00:01:19,872 --> 00:01:21,687
Kiedy wykonujemy pracę na ciele

34
00:01:21,687 --> 00:01:23,370
zwiększamy jego energię.

35
00:01:23,370 --> 00:01:24,316
W tym przypadku

36
00:01:24,316 --> 00:01:26,742
energię potencjalną sprężystości.

37
00:01:27,040 --> 00:01:29,112
Kiedy siła przestaje działać

38
00:01:29,112 --> 00:01:31,328
ciało wraca do pierwotnego kształtu

39
00:01:31,328 --> 00:01:33,328
oddając energię otoczeniu.

40
00:01:33,440 --> 00:01:36,118
Taką energię nadajesz na przykład łukowi

41
00:01:36,118 --> 00:01:38,082
gdy napinasz jego cięciwę

42
00:01:38,082 --> 00:01:39,635
albo staremu zegarowi

43
00:01:39,635 --> 00:01:41,706
gdy nakręcasz jego sprężynę.

44
00:01:41,888 --> 00:01:44,160
Ta energia zostanie oddana przez ciało

45
00:01:44,160 --> 00:01:46,496
gdy przestaniesz na nie działać siłą.

46
00:01:46,752 --> 00:01:49,568
Napięty łuk wróci do wyjściowego kształtu

47
00:01:49,824 --> 00:01:51,032
a sprężyna zegara

48
00:01:51,032 --> 00:01:52,951
będzie się powoli rozprężać

49
00:01:52,951 --> 00:01:55,188
napędzając jego mechanizm.

50
00:01:55,200 --> 00:01:57,199
Dzięki sprężystości batutu

51
00:01:57,199 --> 00:01:59,096
trampoliny albo odskoczni

52
00:01:59,096 --> 00:02:01,106
możesz podskoczyć o wiele wyżej

53
00:02:01,106 --> 00:02:03,648
niż zwyczajnie z podłogi albo z ziemi.

54
00:02:03,904 --> 00:02:05,173
Energię sprężystości

55
00:02:05,173 --> 00:02:08,012
często wykorzystuje się też w zabawkach.

56
00:02:08,012 --> 00:02:10,298
Może znasz sprężynkę z linki

57
00:02:10,298 --> 00:02:12,002
albo skaczący krążek?

58
00:02:12,002 --> 00:02:13,469
Na pierwszy rzut oka

59
00:02:13,469 --> 00:02:15,634
niczym szczególnym się nie wyróżniają

60
00:02:15,680 --> 00:02:17,781
a jednak umiejętne wykorzystanie

61
00:02:17,781 --> 00:02:19,066
energii potencjalnej

62
00:02:19,066 --> 00:02:20,936
i sprężystego odkształcenia

63
00:02:20,936 --> 00:02:22,816
daje mnóstwo zabawy.

64
00:02:22,848 --> 00:02:24,513
Popisowym numerem slimkiego

65
00:02:24,513 --> 00:02:26,670
jest chodzenie po schodach.

66
00:02:26,688 --> 00:02:27,750
Krążek natomiast

67
00:02:27,750 --> 00:02:29,167
potrafi wystrzelić do góry

68
00:02:29,167 --> 00:02:30,796
z efektami akustycznymi

69
00:02:30,796 --> 00:02:33,682
przypominającymi strzał.

70
00:02:38,208 --> 00:02:39,270
Od czego zależy

71
00:02:39,270 --> 00:02:41,536
energia potencjalna sprężystości?

72
00:02:41,868 --> 00:02:43,413
Żeby się o tym przekonać

73
00:02:43,413 --> 00:02:45,088
zróbmy doświadczenie.

74
00:02:45,120 --> 00:02:46,656
Będą nam potrzebne:

75
00:02:46,912 --> 00:02:49,472
gumka recepturka lub do włosów

76
00:02:49,728 --> 00:02:51,022
deseczka

77
00:02:51,022 --> 00:02:52,522
moneta

78
00:02:52,544 --> 00:02:54,338
linijka

79
00:02:54,338 --> 00:02:57,902
miękki ołówek albo łatwo zmywalny mazak

80
00:02:57,920 --> 00:03:00,115
ściereczka lub nawilżona chusteczka

81
00:03:00,115 --> 00:03:03,440
do zmywania śladów ołówka lub flamastra.

82
00:03:03,552 --> 00:03:05,181
Z wymienionych materiałów

83
00:03:05,181 --> 00:03:07,886
przygotowujemy zestaw doświadczalny.

84
00:03:07,904 --> 00:03:09,708
Kładziemy monety na deseczce

85
00:03:09,708 --> 00:03:12,180
naciągamy gumkę o 1 centymetr.

86
00:03:12,512 --> 00:03:13,621
Puszczamy monetę

87
00:03:13,621 --> 00:03:16,250
pozwalając napiętej gumce ją popchnąć.

88
00:03:16,352 --> 00:03:18,433
Zaznaczamy wtedy położenie monety

89
00:03:18,433 --> 00:03:20,564
po zatrzymaniu i mierzymy odległość

90
00:03:20,564 --> 00:03:22,184
na jaką się przesunęła.

91
00:03:22,240 --> 00:03:24,527
Ten pomiar powtarzamy 5 razy

92
00:03:24,527 --> 00:03:26,860
dla naciągu gumki równego jednemu

93
00:03:26,860 --> 00:03:29,599
centymetrowi, a następnie dla naciągu

94
00:03:29,599 --> 00:03:31,776
równego dwóm centymetrom.

95
00:03:31,968 --> 00:03:34,460
Wyniki zapisujemy w tabeli.

96
00:03:34,528 --> 00:03:35,638
Średnia odległość

97
00:03:35,638 --> 00:03:37,856
na jaką dociera moneta rośnie.

98
00:03:38,112 --> 00:03:39,760
Oznacza to, że praca wykonana

99
00:03:39,760 --> 00:03:42,665
przez odkształconą sprężyście gumkę

100
00:03:42,665 --> 00:03:44,510
jest coraz większa.

101
00:03:44,512 --> 00:03:46,333
Ponieważ praca ta jest wykonywana

102
00:03:46,333 --> 00:03:48,864
kosztem energii potencjalnej sprężystości

103
00:03:49,120 --> 00:03:51,702
możemy wnioskować, że ilość tej energii

104
00:03:51,702 --> 00:03:54,178
zależy od wielkości odkształcenia.

105
00:03:54,240 --> 00:03:55,812
Im większe odkształcenie

106
00:03:55,812 --> 00:03:57,646
tym większa energia.

107
00:03:57,990 --> 00:03:59,514
Czy patrząc na wyniki w tabeli

108
00:03:59,514 --> 00:04:02,214
zauważasz jeszcze coś w ich układzie?

109
00:04:05,248 --> 00:04:07,912
Przy gumce naciągniętej na 1 centymetr

110
00:04:07,912 --> 00:04:10,312
moneta wędrowała średnio na odległość

111
00:04:10,368 --> 00:04:13,184
12,8 centymetra.

112
00:04:13,696 --> 00:04:16,256
Gdy naciągnęliśmy gumę na 2 centymetry

113
00:04:16,512 --> 00:04:18,394
posłaliśmy monetę na odległość

114
00:04:18,394 --> 00:04:21,803
51,8 centymetra

115
00:04:21,803 --> 00:04:24,735
czyli trochę ponad 4 razy dalej.

116
00:04:24,735 --> 00:04:27,519
Gdybyśmy naciągnęli gumkę na 3 centymetry

117
00:04:27,775 --> 00:04:29,166
moneta zajechałaby

118
00:04:29,166 --> 00:04:32,441
na odległość około 116 centymetrów.

119
00:04:32,901 --> 00:04:33,841
Oznacza to

120
00:04:33,841 --> 00:04:35,883
że 2 razy większe odkształcenie

121
00:04:35,883 --> 00:04:38,231
powoduje zgromadzenie 4 razy większej

122
00:04:38,231 --> 00:04:40,575
energii potencjalnej sprężystości

123
00:04:41,087 --> 00:04:43,055
a 3 razy większe odkształcenie

124
00:04:43,055 --> 00:04:44,359
powoduje zgromadzenie

125
00:04:44,359 --> 00:04:46,601
9 razy większej energii.

126
00:04:46,719 --> 00:04:47,767
Wniosek?

127
00:04:47,999 --> 00:04:49,917
Energia potencjalna sprężystości

128
00:04:49,917 --> 00:04:51,572
jest wprost proporcjonalna

129
00:04:51,598 --> 00:04:53,699
do kwadratu odkształcenia.

130
00:04:57,471 --> 00:05:00,083
Im bardziej odkształcimy sprężyste ciało

131
00:05:00,083 --> 00:05:01,375
tym większą energię

132
00:05:01,375 --> 00:05:04,171
potencjalną sprężystości będzie ono miało.

133
00:05:04,383 --> 00:05:05,711
Ta energia jest równa pracy

134
00:05:05,711 --> 00:05:06,838
jaką trzeba włożyć

135
00:05:06,838 --> 00:05:08,703
aby odkształcić ciało.

136
00:05:08,735 --> 00:05:09,851
Można zauważyć

137
00:05:09,851 --> 00:05:11,151
że naciągnięcie gumy

138
00:05:11,151 --> 00:05:12,978
o każdy kolejny centymetr

139
00:05:12,978 --> 00:05:14,617
jest coraz trudniejsze

140
00:05:14,623 --> 00:05:16,093
czyli wymaga włożenia

141
00:05:16,093 --> 00:05:17,843
coraz większej pracy.

142
00:05:17,951 --> 00:05:19,565
To znaczy, że praca włożona

143
00:05:19,565 --> 00:05:22,047
w nadawanie energii sprężystości

144
00:05:22,303 --> 00:05:23,376
też jest zależna

145
00:05:23,376 --> 00:05:25,439
od kwadratu odkształcenia.

146
00:05:25,837 --> 00:05:27,242
Jeśli zdarzyło Ci się kiedyś

147
00:05:27,242 --> 00:05:29,813
przekręcić zegarową sprężynę

148
00:05:29,813 --> 00:05:31,120
albo zbyt mocno

149
00:05:31,120 --> 00:05:33,919
rozciągnąć zabawkowego pieska-sprężynę

150
00:05:33,919 --> 00:05:36,495
to wiesz, że nawet bardzo sprężyste ciała

151
00:05:36,495 --> 00:05:38,116
mają granicę, poza którą

152
00:05:38,116 --> 00:05:41,059
ich odkształcenie staje się trwałe.

153
00:05:41,247 --> 00:05:43,857
Przekroczenie zakresu sprężystości ciała

154
00:05:43,857 --> 00:05:45,894
objawia się tym, że nie wraca ono

155
00:05:45,894 --> 00:05:47,565
do pierwotnej postaci.

156
00:05:47,647 --> 00:05:50,503
Na przykład drut ulega trwałemu zgięciu

157
00:05:50,503 --> 00:05:53,213
zerwaniu, wydłużeniu i tym podobne.

158
00:05:53,279 --> 00:05:56,379
Materiał pęka, jeśli był kruchy.

159
00:05:56,607 --> 00:05:58,763
Po przekroczeniu granicy sprężystości

160
00:05:58,763 --> 00:06:00,246
w materiale pojawiają się

161
00:06:00,246 --> 00:06:01,987
trwałe deformacje.

162
00:06:01,987 --> 00:06:03,775
Mogą one być wynikiem przejścia

163
00:06:03,775 --> 00:06:06,203
ze stanu sprężystego w plastyczny

164
00:06:06,335 --> 00:06:07,203
bądź zerwania

165
00:06:07,203 --> 00:06:09,737
oddziaływań międzycząsteczkowych.

166
00:06:14,107 --> 00:06:16,717
Energia zgromadzona w ściśniętym

167
00:06:16,717 --> 00:06:18,338
bądź rozciągniętym ciele

168
00:06:18,338 --> 00:06:19,992
o własnościach sprężystych

169
00:06:19,992 --> 00:06:20,813
nazywana jest

170
00:06:20,813 --> 00:06:23,137
energią potencjalną sprężystości.

171
00:06:23,437 --> 00:06:24,745
Im ciało sprężyste

172
00:06:24,745 --> 00:06:26,519
jest bardziej odkształcone

173
00:06:26,519 --> 00:06:28,525
tym ma większą energię.

174
00:06:28,607 --> 00:06:30,527
Energia ta jest równa pracy

175
00:06:30,527 --> 00:06:32,163
jaką trzeba było włożyć

176
00:06:32,163 --> 00:06:34,197
aby odkształcić to ciało.

177
00:06:37,311 --> 00:06:39,103
Na dzisiaj to już wszystko.

178
00:06:39,359 --> 00:06:40,912
Jeżeli chcesz, obejrzyj

179
00:06:40,912 --> 00:06:43,516
pozostałe filmy z energii mechanicznej

180
00:06:43,516 --> 00:06:45,233
a po więcej materiałów zajrzyj

181
00:06:45,233 --> 00:06:48,591
na naszą stronę pistacja.tv