RAD, SNAGA I ENERGIJA
SADRŢAJ 1. MEHANIĈKI RAD SILE 2. SNAGA 3. MEHANIĈKA ENERGIJA a) Kinetiĉka energija b) Potencijalna energija c) Ukupna energija d) Rad kao mera za promenu energije 4. ZAKON ODRŢANJA ENERGIJE U MEHANICI
Pri delovanju N F TR F a) SILA POKREĆE TELO ili b) SILA DEFORMIŠE TELO Neka je: F F TR const. 0N s AB A=? s 1 s2 A? ~ F F F A ~? s 1 2 F g A def. A B Navedi sile koje deluju Od na ĉega kolica. i kako zavisi Opiši mehaniĉki kakav je rad rezultat sile? njihovog delovanja.
1. MEHANIĈKI RAD SILE (A) Mehaniĉki rad sile je brojno jednak proizvodu inteziteta sile i puta koji telo preċe pri delovanju te sile, ako je pravac delovanja sile isti kao pravac kretanja tela. A F s def. jedinice: [A] = [F] [s] = N m = J = Dţul
a) SILA POKREĆE TELO F Podizanjem tereta ĉovek vrši mehaniĉki rad protiv sile zemljine teţe. Sila F delujući na kocku vrši rad elastiĉne deformacije (promenu oblika opruge). Pri dejstvu sile elastiĉnosti F e opruga se vraća u prvobitni oblik i povlaĉi kocku kad prestane delovanje sile F. Udarcima ĉekića (F) u klin vrši se mehaniĉki rad i klin savlaċuje otpor sredine pri prodiranju u drvo (savlaċuje trenje).
Uslov pod kojim važi def. PRIDRŢAVA TORBU (uravnoteţuje dejstvo sile teţe). N F g Putnik nosi torbu po horizontalnom putu. b) sila ne vrši mehaniĉki rad kada deluje normalno na pravac kretanja tela.
Uslov pod kojim vaţi def. A N F a F F a s c) Kada sila deluje pod uglom u odnosu na pravac kretanja tela razlaganjem se nalazi komponenta koja deluje u pravcu kretanja (Fa) da bi mogli da primenimo def.
2. SNAGA (P) Brzina vršenja rada se meri snagom. Snaga je brojno jednaka koliĉniku rada i vremena. P=A:t=[J]:[s]=[vat] Dţems Vat PRIMER: Trkaĉki automobili moraju imati veliku snagu motora da bi mogli da se kreću velikom brzinom.
STEPEN KORISNOG DEJSTVA jedne mašine je odnos korisnog i uloţenog rada. η=ak:au stepen korisnog dejstva (eta) =[rad koji mašina izvrši]:[uloţen rad za vršenje rada mašine i savladavanje trenja pri radu] Mehaniĉko kretanje se uvek odvija uz otpor trenja pa se deo rada troši na savladavanje trenja pokretnih delova meċusobno i na trenje pokretnih o nepokretne delove.
3.MEHANIĈKA ENERGIJA (E) ENERGIJA JE SPOSOBNOST TELA DA VRŠI RAD PRI SVOM KRETANJU. a) KINETIĈKA ENERGIJA: brojno je jednaka polovini proizvoda mase tela i kvadrata njegove brzine. Energija kretanja. Ek=(mv 2 ):2
Primena kinetiĉke energije: Ukucavanje eksera u drvo izvodi se udaranjem ĉekićem u ekser. Što je brzina ĉekića veća to je veća i njegova kinetiĉka energija odnosno lakše se savladava otpor sredine eksera pri kretanju kroz drvo.
b) POTENCIJALNA (poloţajna) energija: u polju Zemljine teţe brojno je jednaka proizvodu teţine tela i visine do koje je podignuto. Ep=mgh Potencijalna energija podignute knjige je razliĉita u odnosu na sto, od potencijalne energije u odnosu na pod sobe, ili u odnosu na tlo u bašti.
c) UKUPNA MEHANIĈKA ENERGIJA: dobija se kada se saberu potencijalna energija i kinetiĉka energija koju ima telo. (0) (1) (2) Eu=Ep+Ek Primer: Na visini H o knjiga ima brzinu v o =0 a na visini H 1 ima brzinu v dok na tlu ima brzinu v 2 i visinu H 2 =0. UKUPNA ENERGIJA knjige je ista u sva tri poloţaja: 0 E o = m g H o + m v 2 o /2 = m g H o E 1 = m g H 1 + m v 2 /2 0 E 2 = m g H 2 + m v 12 /2 = m v 22 /2 E o = E 1 = E 2 = const.
d) RAD KAO MERA ZA PROMENU ENERGIJE: A E h Primer: Podizanjem knjige ĉovek vrši rad kojim knjizi povećava potencijalnu energiju, za onoliko koliki se rad izvrši. A=m g h Analiza jedinica ukazuje na povezanost rada i energije: [E p ]=[m] [g] [h]=kg (m:s 2 ) m=n m=j [E k ]=[m] [v 2 ]=kg (m:s) (m:s)=kg (m:s 2 ) m =N m=j
4. Zakon odrţanja energije u mehanici U izolovanom sistemu pri bilo kom fiziĉkom ili hemijskom procesu ukupna energija je stalna. Moţe da se pretvara jedan oblik energije u drugi, ali je ukupan zbir nepromenljiv. Eu=Ep+Ek=const.
Transformacija energije Potencijalna energija vode u jezeru pretvara se u kinetiĉku energiju turbine koja pomoću generatora daje elektriĉnu energiju.