Αρχείο ετικέτας Έργο

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Ερώτηση 1

Συμπλήρωσε τις λέξεις που λείπουν από το παρακάτω κείμενο έτσι ώστε οι προτάσεις που προκύπτουν να είναι επιστημονικά ορθές:

Μια δύναμη που ασκείται σ’ ένα σώμα μπορεί να παράγει έργο πάνω σ’ αυτό όταν το σώμα . Στην απλούστερη περίπτωση, όπου η δύναμη είναι σταθερή και το σώμα μετακινείται κατά τη της, το έργο ορίζεται ως το της δύναμης επί τη του σώματος ή συμβολικά: . Το έργο είναι μέγεθος δηλαδή έχει μόνο μέτρο. Η μονάδα του έργου στο SI σύστημα είναι το . Το έργο μιας δύναμης εκφράζει τη ενέργειας από ένα σώμα σε ένα άλλο ή τη της από μια μορφή σε άλλη.

Β κεφάλαιο 5

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Άσκηση 3

Δεδομένα

$m=250kg$

$h=2,3m$

$g=10m/s^2$

Ζητούμενα

$W=?$

α) όταν την ανυψώνει με υ:σταθ

β) όταν την κρατάει

γ) όταν την κατεβάζει με υ:σταθ

Και στις τρεις περιπτώσεις η μπάρα ισορροπεί, αφού ο Πύρρος Δήμας α) ανεβάζει τη μπάρα με σταθερή ταχύτητα β) την κρατά ακίνητη γ) την κατεβάζει με σταθερή ταχύτητα. Με βάση τον 1ο νόμο του Νεύτωνα, θα ισχύει

$F_{o\lambda}=0$

$F=B$

$F=mg$

$F=250kg\cdot 10m/s^2=2500N$

α) Όταν η μπάρα ανεβαίνει με σταθερή ταχύτητα, η δύναμη και η μετατόπιση είναι ομόρροπες, επομένως το έργο θα είναι:

$W=F\cdot \Delta x=F\cdot h=2500N\cdot 2,3m=5750J$

Άρα $\boxed{W=5750J}$

β) Όταν η μπάρα παραμένει ακίνητη, η μετατόπιση είναι μηδέν, επομένως το έργο θα είναι:

$W=F\cdot \Delta x=F\cdot 0=0J$

Άρα $\boxed{W=0J}$

γ) Όταν η μπάρα κατεβαίνει με σταθερή ταχύτητα, η δύναμη και η μετατόπιση είναι αντίρροπες, επομένως το έργο θα είναι:

$W=-F\cdot \Delta x=-F\cdot h=-2500N\cdot 2,3m=-5750J$

Άρα $\boxed{W=-5750J}$

Σημείωση: Αφού όλες οι μονάδες μέτρησης των δεδομένων είναι στο SI, τα ζητούμενα φυσικά μεγέθη προκύπτουν και αυτά με τις μονάδες μέτρησής τους στο SI.

Β κεφάλαιο 5,Φυσική Β Γυμνασίου

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Άσκηση 2

Δεδομένα

$h=4m$

$W=2800J$

$g=10m/s^2$

Ζητούμενα

$m=?$

Για να βρούμε τη μάζα πρέπει πρώτα να βρούμε το βάρος, το οποίο θα είναι ίσο με τη δύναμη F του εδάφους στον ορειβάτη, που παράγει έργο 2800J. Αναλυτικά:

$W=F\cdot\Delta x$

$W=F\cdot h$

$\displaystyle F=\frac{W}{h}$

$\displaystyle F=\frac{2800J}{4m}=700N$

Ο ορειβάτης όσο ανεβαίνει ισορροπεί, άρα με βάση τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα,

$F_{o\lambda}=0$

$B=F$

$B=700N$

Επομένως μπορούμε να υπολογίσουμε και τη μάζα του ορειβάτη από τον τύπο:

$B=mg$

$\displaystyle m=\frac{B}{g}$

$\displaystyle m=\frac{700N}{10m/s^2}=70kg$

Επομένως, $\boxed{m=70kg}$

Β κεφάλαιο 5,Φυσική Β Γυμνασίου

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Άσκηση 1

Δεδομένα

$h=12m$

$m=150kg$

$g=10m/s^2$

Ζητούμενα

$W=?$

Πρώτα υπολογίζουμε το βάρος Β του ψυγείου:

$B=mg=150kg\cdot10m/s^2=1500N$

Αφού το ψυγείο ανεβαίνει με σταθερή ταχύτητα, με βάση τον 1ο νόμο του Νεύτωνα, η συνισταμένη των δυνάμεων θα είναι μηδέν και θα πρέπει η δύναμη του σχοινιού του γερανού να είναι ίση με το βάρος:

$F_{o\lambda}=0$

$F=B$

$\boxed{F=1500N}$

Για να βρούμε το έργο της δύναμης F πρέπει να βρούμε πρώτα τη μετατόπιση Δx του ψυγείου. Αφού το ύψος του 4ου πατώματος είναι h=12m, ο κάθε όροφος θα είναι 3m, που σημαίνει ότι η μετατόπιση μέχρι τον τρίτο όροφο θα είναι

$\Delta x=3\frac{h}{4}=\frac{3\cdot 12m}{4}=9m$

Τέλος το έργο προκύπτει από τον ορισμό του έργου σταθερής δύναμης:

$W=F\cdot \Delta s=1500N\cdot 9m=13.500J$

Άρα $\boxed{W=13.500J}$

Β κεφάλαιο 5

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Εφαρμογή 4

Το έργο του εμβόλου 1 είναι W₁=F₁d₁, το έργο του εμβόλου 2 είναι

W₂=F₂d₂

Τα έργα με βάση την αρχή διατήρησης της ενέργειας είναι ίσα

W₁= W₂

Η δύναμη στο έμβολο 1 είναι μικρότερη από το έμβολο 2 επειδή έχει μικρότερη επιφάνεια, όπως προκύπτει από την αρχή του Pascal.

F₁<F₂

Η μετατόπιση του εμβόλου 1 είναι μεγαλύτερη από τη μετατόπισης του εμβόλου 2 επειδή ο όγκος του υγρού πρέπει να είναι ίδιος και στα δύο έμβολα, αλλά και επειδή πρέπει να είναι ίσα τα δύο έργα.

d₁>d₂

Β κεφάλαιο 5

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Εφαρμογή 1

Β κεφάλαιο 5

Φυσική Β Γυμνασίου Κεφάλαιο 5 – Ερώτηση 2

Στις προτάσεις που ακολουθούν να επιλέξεις την ορθή απάντηση.

Η μονάδα του έργου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι:

1 J
1 N
1 kg
1 N/m
1 N/m²

Β κεφάλαιο 5,Φυσική Β Γυμνασίου

5. Έργο Ενέργεια Β Γυμνασίου

07/04/2016 Ε.Κωστοπούλου 1 σχόλιο

Στο κεφάλαιο 5 της Β Γυμνασίου, ασχολούμαστε την ενέργεια. Συγκεκριμένα μελετάμε το έργο, τη δυναμική κινητική και μηχανική ενέργεια, τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας, τη διατήρηση της ενέργειας γενικά και τέλος την ισχύ.

Έργο

Το έργο είναι το φυσικό μέγεθος που εκφράζει τη μεταφορά ενέργειας από ένα σώμα σε ένα άλλο ή τη μετατροπή της ενέργειας από τη μία μορφή στην άλλη, εξαιτίας της δράσης μίας δύναμης.

Μια δύναμη που ασκείται σ’ ένα σώμα μπορεί να παράγει έργο (W) πάνω σ’ αυτό όταν το σώμα μετακινείται. Στην απλούστερη περίπτωση, όπου η δύναμη είναι σταθερή και το σώμα μετακινείται κατά τη διεύθυνσή της, το έργο ορίζεται ως το γινόμενο της δύναμης επί τη μετατόπιση του σώματος.

$W=F \cdot \Delta x$

Το έργο είναι μονόμετρο μέγεθος.

Μονάδα μέτρησης του έργου στο SI είναι το 1 Joule.

$1 J=1 N\cdot m$

Ασκήσεις στο έργο

Ανάλογα με την κατεύθυνση της μετατόπισης σε σχέση με την κατεύθυνση της δύναμης, το έργο μπορεί να είναι:

paragomeno

–Θετικό: Όταν η δύναμη έχει ίδια κατεύθυνση με τη μετατόπιση, θα είναι παραγόμενο και $W=F \Delta x$

katanaliskomeno

–Αρνητικό: Όταν η δύναμη έχει αντίθετη κατεύθυνση με τη μετατόπιση, θα είναι καταναλισκόμενο και $W=-F \Delta x$

miden

–Μηδέν: Όταν η δύναμη είναι κάθετη στη μετατόπιση, θα είναι $W=0$

Εφαρμογή: Υπολογίστε το έργο των δυνάμεων που ασκούνται στην μπαλαρίνα

Δυναμική ενέργεια

Δυναμική Ενέργεια

Δυναμική ενέργεια έχει ένα σώμα όταν του ασκείται μία δύναμη που μπορεί να παράγει έργο. Υπάρχει η βαρυτική δυναμική ενέργεια, η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια, η δυναμική ενέργεια λόγω ελαστικής παραμόρφωσης, κλπ

Βαρυτική δυναμική ενέργεια (U) έχει ένα σώμα λόγω της θέσης του στο πεδίο βαρύτητας. Δηλαδή πρέπει να έχει βάρος, και να βρίσκεται σε κάποιο ύψος.

Για να οριστεί χρειάζεται ένα επίπεδο μηδενικής δυναμικής ενέργειας. (Συνήθως είναι το έδαφος)

Η βαρυτική δυναμική ενέργεια ενός σώματος ισούται με το έργο της δύναμης που το ανύψωσε, άρα

$U=mgh$

Ασκήσεις στη βαρυτική δυναμική ενέργεια

Ελαστική δυναμική ενέργεια είναι η ενέργεια λόγω ελαστικής παραμόρφωσης. Ελαστική είναι μία παραμόρφωση όταν το σώμα επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση. Πλαστική είναι η παραμόρφωση όταν το σώμα δεν επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση. Η ελαστική δυναμική ενέργεια ισούται με το έργο της δύναμης που το παραμόρφωσε.

Η δυναμική ενέργεια ενός σώματος είναι ανεξάρτητη από τη διαδρομή που ακολούθησε το σώμα.

Εδώ μπορείτε να βρείτε ένα ψηφιακό σενάριο διδασκαλίας στη δυναμική ενέργεια από το aesop.

Κινητική ενέργεια

Η κινητική ενέργεια (Κ) είναι η ενέργεια που έχει το κάθε σώμα που κινείται.

Εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα του σώματος, και

$\displaystyle K=\frac{1}{2} m \upsilon^2$

Ασκήσεις στην κινητική ενέργεια

Η μονάδα μέτρησης της κινητικής, της δυναμικής αλλά και κάθε μορφής ενέργειας στο SI είναι το 1Joule.

Μηχανική ενέργεια

Μηχανική ενέργεια ενός σώματος ονομάζουμε το άθροισμα της δυναμικής και της κινητικής ενέργειας του σώματος αυτού.

$E_{\mu}=K+U$

Ασκήσεις στη μηχανική ενέργεια

Όταν σ’ ένα σώμα ή σύστημα επιδρούν μόνο βαρυτικές, ηλεκτρικές ή δυνάμεις ελαστικής παραμόρφωσης, η μηχανική του ενέργεια διατηρείται σταθερή.

Αυτό αποτελεί το θεώρημα διατήρησης της μηχανικής ενέργειας.

Ασκήσεις στη διατήρηση μηχανικής ενέργειας

Μπάλα που αναπηδάΕλατήριο που παραμορφώνεταιΣκιέρ που ανεβοκατεβαίνειΜπάλα που εκτοξεύεται

Διατήρηση ενέργειας

Αρχή διατήρησης της ενέργειας

Μορφές ενέργειας είναι η χημική, η κινητική, η δυναμική, η ηλεκτρική, η φωτεινή κλπ.
Παραδείγματα μετατροπής ενέργειας:

-Η ενέργεια που έχει ο άνθρωπος προέρχεται από την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς των τροφίμων, άρα είναι χημική. Με την καύση των ουσιών, μετατρέπεται σε άλλες μορφές, όπως σε κινητική των μυών.
-Η ενέργεια που έχουν τα καύσιμα είναι χημική. Με την καύση του καυσίμου μετατρέπεται σε θερμική και η θερμική σε κινητική του αυτοκινήτου.
-Στο θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο, η χημική του καυσίμου μετατρέπεται σε θερμική όταν καίγεται και αυτή σε ηλεκτρική
-Στο τρόλεϊ, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική.
-Σε ένα κύκλωμα, η χημική ενέργεια της μπαταρίας γίνεται ηλεκτρική του κυκλώματος και η ηλεκτρική θερμική και φωτεινή στο λαμπτήρα.
-Σε ένα παιδί που κάνει κούνια, η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σταδιακά σε θερμική, γι’ αυτό σταματάει.

Η ενέργεια ποτέ δεν παράγεται από το μηδέν και ποτέ δεν εξαφανίζεται. Μπορεί να μετατρέπεται από τη μια μορφή στην άλλη, ή να μεταφέρεται από ένα σώμα σε άλλο.

Η διατύπωση αυτή αποτελεί την αρχή διατήρησης της ενέργειας.

Ισχύς

Η ισχύς είναι ένα μέγεθος που δείχνει πόσο γρήγορα παράγεται κάποιο έργο ή μετασχηματίζεται κάποια μορφή ενέργειας σε άλλη. Ορίζεται ως το πηλίκο του έργου (W) που παράγεται ή της ενέργειας (E) που μετασχηματίζεται σε κάποιο χρονικό διάστημα δια του αντίστοιχου χρονικού διαστήματος.

$\displaystyle P=\frac{W}{t}=\frac{E}{t}$

Μονάδα μέτρησης της ισχύος στο SI είναι το Watt:

$\displaystyle1W=\frac{1J}{1s}$

Αξιολόγηση

Μία επανάληψη από το seilias.gr

Δυναμική ενέργειαΚινητική ενέργειαΜηχανική ενέργειαΈργο ΕνέργειαΆσκηση

Επανάληψη

Θεωρία Β Γυμνασίου: Διαβάστε όλη τη θεωρία της Φυσικής Β Γυμνασίου σε περιληπτικά φυλλάδια.

Quiz κεφαλαίου 5: Κάντε το quiz για να ελέγξετε το βαθμό εμπέδωσης της ύλης.

Ασκήσεις βιβλίου: Οι λύσεις των ασκήσεων του βιβλίου που αντιστοιχούν στη διδακτέα ύλη.

Έργο

Ασκήσεις στο έργο

Δυναμική Ενέργεια

Ασκήσεις στη βαρυτική δυναμική ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Ασκήσεις στην κινητική ενέργεια

Μηχανική ενέργεια

Ασκήσεις στη μηχανική ενέργεια

Ασκήσεις στη διατήρηση μηχανικής ενέργειας

Αρχή διατήρησης της ενέργειας

Αξιολόγηση

Επανάληψη

Η Φυσική στο Γυμνάσιο