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 θ. Toto množství vykonané práce říká, kolik energie přijal daný předmět. Když například vypočteš vykonanou práci a vyjde ti 200 joulů, tak to znamená, že síla „F“ něčemu přidala 200 joulů energie. Když můžeš zjistit, kolik energie něco získalo či ztratilo, tak tím pádem můžeš stanovit i množství vykonané práce, neboť práce vykonaná na předmět 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, neboť získal kinetickou energii. Získal 2500 joulů kinetické energie. To znamená, že práce, kterou síla „F“ vykonala, byla 2500 joulů. Síla mu energii přidala, proto je práce kladná. Přidá-li síla nějakému předmětu energii, pak na něm vykoná kladnou práci. Ubírá-li síla nějakému předmětu energii, tak na něm vykonává zápornou práci. Teď si představ, že skateboardista, pohybující se rychlostí 10 metrů za sekundu, narazí do hromady cihel a úplně tak zastaví. Cihly tak na skateboardistovi vykonaly zápornou práci, neboť mu odebraly energii. Pro zjištění, kolik práce cihly vykonaly, stačí zjistit množství energie, kterou odebraly skateboardistovi. Jelikož skateboardista začínal na 2500 joulech kinetické energie a skončil na 0 joulech, tak práce vykonaná cihlami na skateboardistovi byla −2500 joulů. Cihly skateboardistovi energii ubraly, proto 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, lze použít vzorec „F“ krát „d“ krát cos θ, ale můžeme to vyřešit i jinak. Stačí zjistit množství energie, kterou jsme cihlám udělili. Cihly 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 vyšla kladná, neboť 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 vždy 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 ni žádnou práci nevykonává, neboť tím medvídek čince nepřidává ani neubírá energii.
video