Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim
Z tego filmu dowiesz się:
- czym jest moc,
- w jakich jednostkach wyraża się moc,
- jaki jest wzór na moc.
Podstawa programowa
Autorzy i materiały
Wiedza niezbędna do zrozumienia tematu
Aby w pełni zrozumieć materiał zawarty w tej playliście, upewnij się, że masz opanowane poniższe zagadnienia.
Udostępnianie w zewnętrznych narzędziach
Korzystając z poniższych funkcjonalności możesz dodać ten zasób do swoich narzędzi.
Kliknij w ikonkę, aby udostępnić ten zasób
Kliknij w ikonkę, aby skopiować link do tego zasobu
Transkrypcja
Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.
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
Ćwiczenia
Interaktywne ćwiczenia związane z tą wideolekcją.
Materiały dodatkowe
Inne zasoby do wykorzystania podczas zajęć z tego tematu.
