Práce a energie
Práce a energie (3/10) · 3:17

Práce jako přenos energie V tomto videu si vysvětlíme alternativní způsob, jak zjistit množství vykonané práce, a to tím, že zjistí, kolik energie se přeneslo.

Navazuje na Sílu a Newtonovy zákony.
Jeden ze způsobů, jak zjistit množství vykonané práce, je použití vzorce F krát d krát kosinus théta. Toto množství vykonané práce nám ale říká, kolik energie přijal daný předmět. Když například vypočtete vykonanou práci a vyjde vám 200 joulů, tak to znamená, že síla ‚F‛ něčemu přidala 200 joulů energie. Když můžete zjistit, kolik energie něco získalo či ztratilo, tak tím pádem můžete stanovit i množství vykonané práce, neboť práce vykonaná na předmětu je množství energie, kterou získá či ztratí. Mějme například 50kilogramového skateboardistu, který je nejdříve v klidu. Pokud zrychlí na 10 metrů za sekundu, tak na něm nějaká síla vykonala práci, protože získal kinetickou energii. Získal 2 500 joulů kinetické energie. To znamená, že práce, kterou síla ‚F‛ vykonala, byla 2 500 joulů. Síla mu energii přidala, proto je práce kladná. Pokud síla nějakému předmětu přidá energii, pak na něm vykoná kladnou práci. Pokud síla nějakému předmětu energii ubírá, tak na něm vykonává zápornou práci. Teď si představte, že skateboardista, který se pohybuje rychlostí 10 metrů za sekundu, narazí do hromady cihel a úplně tak zastaví. Cihly tak na skateboardistovi vykonaly zápornou práci, protože mu odebraly energii. Pro zjištění, kolik práce cihly vykonaly, nám stačí najít množství energie, kterou odebraly skateboardistovi. Protože skateboardista začínal na 2 500 joulech kinetické energie a skončil na 0 joulech, tak práce vykonaná cihlami na skateboardistovi byla -2 500 joulů. Cihly skateboardistovi energii ubraly, a tak je práce záporná. Představme si, že zvedáme cihly o hmotnosti 500 kilogramů, a to do výšky 4 metrů. Abychom našli práci, kterou jsme na cihlách vykonali, můžeme použít vzorec Fdcosθ, ale můžeme to vyřešit i jinak. Stačí nám zjistit množství energie, kterou jsme cihlám udělili. Cihly tady získávají energii, říká se jí gravitační potenciální energie, kterou lze spočítat vzorcem m krát g krát h. Vypočteme, že cihly získaly 19 600 joulů gravitační potenciální energie. Tedy práce vykonaná na cihlách byla 19 600 joulů. Práce nám vyšla kladná, protože naše síla cihlám energii přidala. Toto neplatí pouze pro gravitační potenciální energii a kinetickou energii. Platí to pro každý druh energie. Práci vykonanou silou na předmětu je vždycky možné vypočítat tím, že spočítáme, kolik energie ta síla přidala nebo ubrala onomu předmětu. Rukou vykonaná práce stlačující pružinu... ...je rovna potenciální energii pružnosti, kterou pružina získala. Práce vykonaná pružinou na kostce… …se rovná kinetické energii, kterou kostka získala. Když medvídek drží nad hlavou činku, tak na ní žádnou práci nevykonává... ...protože tím medvídek čince nepřidává ani neubírá energii.
video