zpět

Výpočet práce z výkonu a času. Účinnost

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

 

Práci vypočítáme:

 

 

W ….. práce ….. [J]

P ….. výkon …..[W]

t ….. čas ….. [s]

 

V praxi rozlišujeme:

• výkon – tj. užitečná práce vykonaná za 1 s
• příkon – tj. práce která se skutečně stala za 1 s

 

Pro posouzení, jak hospodárně zařízení pracuje  (jak je účinné):

• se zavádí veličina účinnost
• značka η (čti éta)

 

• výkon každého zařízení P je menší než příkon P₀, protože dochází ke ztrátám
• účinnost je tedy vždy menší než 1
• účinnost se také někdy vyjadřuje v procentech (např. je-li η = 0,8 je účinnost 80%)
• tzn., že 80% je užitečná práce a 20% jsou ztráty
• stroj ani jiné zařízení se 100% účinností neexistuje

 

 

Jak je možné zvýšit účinnost (např. u kladkostroje):

• snížením tření v osách kladek
• snížením hmotnosti kladky (co nejlehčí)
• použitím lehce ohebných lanek

 

Příklad (kladkostroj)

Pomocí jednoduchého kladkostroje zdviháme závaží o hmotnosti 400 g do výšky 0,2 m. Jaká bude účinnost kladkostroje? Síla použitá pro zvednutí závaží (změřená) byla 2,2 N .

 

 

m = 400 g = 0,4 kg

s = 0,2 m

W = ?

ƞ = ?

————-

 

závaží je k Zemi přitahováno gravitační silou F_g 

F_g = m . g

F_g = 0,4 . 10

F_g = 4 N

 

práce je rovna

W = F . s

W = 4 . 0,2

W = 0,8 J

 

pokud zdvihnete závaží za 1 s je výkon

P = W / t

P = 0,8 / 1

P = 0,8 W

 

k udržení závaží pomocí jednoduchého kladkostroje stačí působit poloviční silou

F_g / 2 = 2 N

změřena byla ale síla 2,2 N 

toto je způsobeno tím, že musíme překonávat tření v kladkách a také zdviháme nejen závaží ale i volnou kladku

 

aby se závaží zdvihlo o 0,2 m, působí síla na kladce po dvojnásobné dráze 0,4 m

 

skutečná práce je rovna

W₀ = F . s

W₀ = 2,2 . 0,4

W₀ = 0,88 J

 

příkon je tedy

P₀ = W₀ / t

P₀ = 0,88 / 1

P₀ = 0,88 W

 

Účinnost kladkostroje je

η = P / P₀

η = 0,8 / 0,88

η = 0,91 (91%)

 

Účinnost kladkostroje byla 91%.

 

Na co umět odpovědět: Jaký je vztah (vzorec) pro výpočet práce? Ke každé veličině uveď značku a základní jednotku. Co je to výkon? (definice) Jakou má výkon značku a jednotku? Co je to příkon? (definice) Jakou má příkon značku a jednotku? Jak se jmenuje veličina která vyjadřuje jak je zařízení účinné? Uveď značku. Jaký je vztah (vzorec) pro výpočet účinnosti? Ke každé veličině uveď značku a základní jednotku. Doplň: Účinnost je vždy menší než ……… Existuje zařízení se stoprocentní účinností? Uveď příklad. Jak je možné zvýšit účinnost např. u kladkostroje? (3)

 

 

zpět

---

CITACE: viz. odkaz: [k. 9 – fyzika]