5-MECHANICKÁ PRÁCE

- je-li těleso přemisťováno vnější silou působící proti tíhové síle, pak mechanická práce vykonaná vnější silou je rovna přírůstku tíhové potenciální energie tělesa

- práce vykonaná tíhovou silou nebo vnější silou při přemisťování tělesa v tíhovém poli Země závisí jen na počáteční a konečné výšce tělesa

- nezávisí na tvaru trajektorie, po níž se těleso pohybuje, ani na dráze kterou těleso urazí

Práce a mechanická energie – příklady:

ZÁKON ZACHOVÁNÍ MECHANICKÉ ENERGIE

- tělesa (nebo soustavy těles) často mají vzhledem k dané soustavě souřadnic zároveň kinetickou i potenciální energii – pak hovoříme o mechanické energii.

- tělesa o hmotnosti m pohybující se rychlostí v ve výšce h nad Zemí (letadlo, kámen, střela apod.) mají vzhledem k zemské-mu povrchu celkovou mechanickou energii

- změny kinetické i potenciální energie jsou vždy podmíněny konáním mechanické práce

- konání práce je také spojeno s přeměnou kinetické energie na potenciální a naopak nebo s přenosem mechanické energie mezi tělesy

Příklady:

• při volném pádu tělesa se postupně přeměňuje jeho tíhová potenciální energie na kinetickou Na tuto přeměnu můžeme nahlížet tak, že Země na úkor tíhové potenciální energie soustavy těleso-Země koná práci, která se mění na kinetickou energii tělesa.

• při srážce dvou kuliček se přenáší energie z jedné kuličky na druhou – první kulička koná práci na úkor své kinetické energie

Přeměna potenciální energie na kinetickou při volném pádu:

- zobecněním uvedeného příkladu na všechny mechanické děje je zákon zachování mechanické energie:

- zákon zachování mechanické energie platí pouze za předpokladu, že na uvedená tělesa nepůsobí třecí síly ani odpor prostředí

- zákon zachování mechanické energie je zvláštním případem obecně platného zákona zachování energie, který se týká všech forem energie:

- zákon zachování energie patří mezi nejdůležitější přírodní zákony

VÝKON A ÚČINNOST

- výkon je skalární fyzikální veličina => vyjadřuje rychlost konání mechanické práce, tj. množství mechanické práce vykonané za jednotku času

V praxi rozlišujeme průměrný výkon, který se vztahuje k určitému časovému intervalu, a okamžitý výkon, který se vztahuje k určitému časovému okamžiku.

- jednotka výkonu: watt (W) -> platí 1 W = 1 J∙s-1

• James Watt (1736 – 1819)

- skotský vynálezce a inženýr

- vylepšil parní stroj tak, že se stal použitelným v průmyslu

- zavedl jednotku koňská síla

- u nerovnoměrně pracujících zařízení (nebo lidí, příp. zvířat) potřebujeme znát jejich okamžitý výkon v určitém okamžiku

- okamžitý výkon pohybujících se těles můžeme počítat pomocí jejich okamžité rychlosti v a tažné síly F, která má směr okamžité rychlosti:

- při udávání výkonů spalovacích motorů je často používána jednotka koňská síla (horsepower, hp, HP)