zpět

Výkon

(výpisek z učebnice a jiné zajímavosti pro žáky k probíranému tématu)

 

Výkon

značka P

základní jednotka watt (značka W)

charakterizuje, za jak dlouhou dobu byla práce vykonána

 

Jednotka práce byla nazvána podle skotského inženýra

Jamese Watta (1763-1819).

 

Výkon 1 W má zařízení, které vykoná práci 1 J za dobu 1 s.

 

1 W = 1 J/s = 1 N . m/s

 

Odvozené jednotky:

1 mW (miliwatt) = 10⁻³ W = 0,001 W
1 kW (kilowatt) = 10³ W = 1000 W
1 MWh (megawatt) = 10⁶ W = 1 000 000 W

 

Výkon závisí:

• přímo úměrně na práci (čím větší práce, tím větší výkon)
• nepřímo úměrně na času (čím delší doba, tím menší výkon)

 

 

 

 

P ….. výkon …..[W]

W ….. práce ….. [J]

t ….. čas ….. [s]

 

Příklad (motor výtahu):

Motor výtahu zdvihl kabinu o hmotnosti 400 kg do výšky 5 m za dobu 10 s. Jakou práci vykonal motor výtahu? Jaký byl výkon motoru výtahu?

 

m = 400 kg   ⇒    F_g = 4000 N

s = 5 m

t = 10 s

W = ?

P = ?

——–

 

na kabinu o hmotnosti 400 kg působí Země silou F_g

m = 0,5 kg

g = 10 N/kg

F_g = ?

——————

F_g = m . g

F_g = 400 . 10

F_g = 4000 N

 

stoupá-li kabina výtahu nahoru, působí na ni motor stejnou silou

F = 4 000 N

 

při zdvižení do výšky 5 m vykoná motor práci

 

W = F . s

W = 4 000 . 5

W = 20 000 J = 20 kJ

 

Při zvednutí kabiny vykonal motor práci 20 kJ.

 

P = W / t

P = 20 000 / 10

P = 2 000 W = 2 kW

 

Při zvednutí kabiny byl výkon motoru 2 kW.

 

 

Výkon tahové síly motoru při rovnoměrném pohybu auta

 

Při rovnoměrném pohybu tělesa rychlostí v lze výkon P stálé síly F, která působí ve směru pohybu, určit ze vztahu:

 

 

  

 

P ….. výkon …..[W]

F ….. síla ….. [N]

t ….. čas ….. [s]

 

Příklad (tahová síla motoru auta)

Auto jede po (vodorovné přímé) silnici stálou rychlostí 108 km/h. Jaký je výkon tahové síly motoru, když proti pohybu automobilu působí třecí síla 1 800 N.

 

F = 1 800 N

v = 108 km/h = 30 m/s

P = ?

———————

 

P = F . v

P = 1 800 . 30

P = 54 000 W = 54 kW

 

Výkon tahové síly motoru je 54 kW.

 

 

Na co umět odpovědět: Co znamená ve fyzikálním významu výkon? Jakou má výkon značku a jednotku? Podle jakého fyzika byla pojmenována jednotka výkonu? Jak definujeme 1 W? Jaké znáš jiné (odvozené) jednotky výkonu? Na čem výkon závisí? (2) Jaký je vztah (vzorec) pro výpočet výkonu? Ke každé veličině uveď značku a základní jednotku. Jaký je vztah (vzorec) pro výpočet výkonu (v souvislosti s tahovou sílou motoru)? Ke každé veličině uveď značku a základní jednotku. Procvič si příklady na výpočet výkonu.

 

 

zpět

---

CITACE: viz. odkaz: [k. 9 – fyzika]