Moc to parametr, który widnieje na tabliczkach znamionowych wielu urządzeń elektrycznych. Łatwo go zmierzyć ale nie zawsze najlepiej pokazuje to o co nam w urządzeniach chodzi, czyli ich efektywność. Na przykład dwa odkurzacze o takiej samej mocy mogą się znacząco różnić efektywnością ssania bo na tę ostatnią wpływa na przykład opór jaki stawiają powietrzu filtry dzięki którym pozbywamy się kurzu. Całkowity opór worka jest odwrotnie proporcjonalny do całkowitej powierzchni filtracyjnej. Innymi słowy worek o 2 razy większej powierzchni filtracji będzie usuwać kurz skuteczniej bo opór dla powietrza zasysanego przez odkurzacz będzie o połowę mniejszy. Kupując odkurzacz workowy warto więc stawiać na sprzęt ze sporą komorą. W dzisiejszej lekcji dowiesz się czym właściwie jest moc. W innych filmach z tej playlisty mówiliśmy że praca jest równa zmianie energii. Zilustrujemy to przykładem. Gdy dwóch chłopców podnosi taki sam ciężar na taką samą wysokość to wykonana przez nich praca jest taka sama. Ale może się zdarzyć, że jeden z nich zrobi to w krótszym czasie. Wielkością fizyczną opisującą tempo wykonywania pracy jest właśnie moc. Moc to stosunek wykonanej pracy do czasu, w jakim została ona wykonana. Oznaczamy ją symbolem P od angielskiego power, czyli właśnie moc. A jaka będzie jednostka mocy? Skoro praca wyraża się w dżulach a czas w sekundach to moc wyrażamy w dżulach na sekundę. Na cześć wynalazcy nazwano tę jednostkę watem. Jej symbol to W. Sam inżynier nie mierzył jednak mocy w watach. Jest on twórcą innej jednostki mocy znanej Ci może z samochodowych silników konia mechanicznego. Kiedyś większość prac wykonywały konie. Były one na przykład potrzebne do prac pomp w kopalni. Gdy wraz z postępem nauki i techniki zaczęły je wyręczać maszyny parowe wymyślono, że warto moc silnika przeliczać na moc jaką ma koń. I tak powstał koń mechaniczny. Teraz pora na utrwalenie wiedzy a posłuży nam do tego takie zadanie. Po lianie ze stałą prędkością wspina się mechaniczna małpka która waży 6 kilogramów. W czasie 10 sekund przebywa ona 3 metry. Jaką moc posiada? No dobrze, od czego zaczynamy? Oczywiście od wypisania danych i szukanych. Wiemy, że nasza małpka ma masę m równą szeciu kilogramom i w czasie t równym dziesięciu sekundom przebywa drogę s równą trzem metrom. Szukamy natomiast mocy P. Pora na rysunek. To małpka na lianie. Porusza się dzięki sile F działającej w górę ale w tym samym czasie działa na nią siła która ściąga ją w dół. Jest to siła grawitacji Fg którą już znasz. Wyraża się ona wzorem m razy g. Z treści zadania wiemy też że małpka porusza się ze stałą prędkością. Czy ta informacja jest dla nas istotna? O tak! Dzięki temu wiemy, że siła F musi być równa co do wartości sile Fg. Mówi o tym pierwsza zasada dynamiki o której mamy oddzielny film na naszym kanale. Świetnie, rysunek zrobiony. Teraz pora na wypisanie wzorów. Znamy tylko jeden wzór na moc P równa się W przez t. Czas t znamy z treści zadania ale brakuje nam wartości pracy W. Czy pamiętasz z jakiego wzoru możemy obliczyć pracę? Praca to siła F razy droga s. Mówiliśmy o tym w filmie dotyczącym pracy. Siłę wyrażamy w niutonach drogę w metrach a samą pracę w dżulach. Skorzystajmy z tego wzoru w naszym zadaniu. Z rysunku wiemy, że siła F jest równa m razy g. Podstawmy to do wzoru na pracę. Mamy W równa się Fg razy s czyli W równa się m razy g razy s. Nie zapisaliśmy tego w danych ale znamy też g. Jest to przyspieszenie grawitacyjne i wynosi w przybliżeniu 10 metrów na sekundę kwadrat. Podstawiając wszystkie dane do wzoru na pracę otrzymujemy W równa się 6 kilogramów razy 10 metrów na sekundę kwadrat razy 3 metry. Wiemy, że 6 razy 10 razy 3 to 180. Pozostaje wpisać jednostkę. To oczywiście dżul. Teraz musimy podstawić obliczoną pracę W do wzoru na moc P. Zatem zapiszmy, że P równa się 180 dżuli podzielić przez 10 sekund a to jest 18 dżuli na sekundę. Czy pamiętasz z wcześniejszych części filmu, w jakiej jednostce wyrażamy moc? Jednostką mocy jest wat więc dżul na sekundę zamieniamy sobie na jedno duże W. Odpowiedź do naszego zadania brzmi: Małpka ma moc równą 18 watom. Ze wzoru na moc jaki wykorzystaliśmy w tym zadaniu wynika że podczas ruchu w górę moc potrzebna do poruszania się jest tym większa im większa jest masa ciała. Dwa auta pokonują pewien odcinek toru wyścigowego ze stałą ale odmienną prędkością wykonując przy tym taką samą pracę równą 720 kilodżulom. Jedno z nich ma moc 90 kilowatów a drugie 100 kilowatów. W jakim czasie każde z aut pokona ten odcinek toru? Wypiszmy dane i szukane. Moc P1 pierwszego auta wynosi 90 kilowatów a moc P2 drugiego, 100 kilowatów. Przedrostek kilo oznacza, że daną wartość w naszym przypadku mocy mnożymy przez 1 000 czyli że moc P1 to 90 000 watów a moc P2 to 100 000 watów. Praca, jaką wykonały auta podczas jazdy wynosi 720 kilodżuli czyli 720 000 dżuli. Poszukujemy czasu t przejazdu dla pierwszego i drugiego auta. Aby obliczyć czas w jakim każdy z samochodów pokona tor musimy przekształcić znany nam już wzór na moc P równa się W podzielić przez t. Najpierw pozbywamy się ułamka po prawej stronie, mnożąc równanie obustronnie przez t. Mamy P razy t równa się W. Żeby po lewej stronie zostało nam samo t musimy teraz podzielić obustronnie przez P i otrzymujemy poszukiwany wzór na czas czyli t równa się W podzielić przez P. Pamiętamy, że jednostką będą sekundy. Jeśli chcesz do przekształcenia wzoru możesz wykorzystać znaną Ci już może z innych filmów piramidkę. Poszukujemy czasu przejazdu dla pierwszego i drugiego auta. Więc zapisujemy odpowiedni wzór na t1 i t2. Praca wykonana przez auta jest taka sama i wynosi po prostu W. Podstawmy dane do wzorów. Dla czasu t1 mamy 720 000 dżuli podzielić przez 90 000 watów. Skracamy po 4 zera w liczniku i mianowniku i otrzymujemy, że t1 to 72 dżule przez 9 watów, czyli 8 sekund. Teraz liczymy t2. Podstawiamy dane do wzoru i mamy 720 000 dżuli podzielić na 100 000 watów. Ponownie skracamy po 4 zera i widzimy już że ten czas wynosi 7,2 sekundy. Auto drugie pokonało tor szybciej niż auto pierwsze. Jaki wniosek płynie z naszych rozważań? Im większa moc tym krótszy czas w jakim została wykonana praca. W dzisiejszej lekcji dowiedzieliśmy się że moc opisuje tempo wykonywania pracy. Poznaliśmy wzór na moc i jednostki w jakich jest podawana jej wartość. Obejrzyj pozostałe filmy z energii mechanicznej a po więcej materiałów zajrzyj na naszą stronę pistacja.tv