Vypracovala: B. Horváthová

 

 

Mechanická energia sa vyskytuje v dvoch formách – ako potenciálna (polohová) energia a ako kinetická (pohybová) energia.

 

Potenciálna energia pružiny

Nenapätá pružina má určitú dĺžku. Pôsobením sily Fp sa pružina napne. Reakciou je sila pružnosti Fe . Po uvoľnení pružiny sila pružnosti vracia pružinu do pôvodného tvaru. Pritom koná prácu napríklad posúva kváder.

 

 

 

Sila pružnosti spotrebuje prácu, ktorá je potrebná na jej predĺženie. Táto práca sa prejaví zmenou vlastnosti, ktorú nazývame potenciálna energia pružiny. Pružina nadobudne potenciálnu energiu aj pri stlačení pružiny. Potenciálna energia pružnosti závisí od práce, ktorú vykonáme pri zmene dĺžky pružiny.

Potenciálna energia telesa v tiažovom poli Zeme

 

Keď budeme teleso posúvať bez trenia po vodorovnej doske stola nevykonáme žiadnu prácu. Keď necháme teleso voľne padať, vykoná tiažová sila medzi bodom A a bodom C prácu : W = m.g.(h1h2)

 

 

Ak posúvame teleso z bodu B do bodu A po naklonenej rovine vykonáme prácu, ktorá je rovnaká ako práca, ktorú vykoná tiažová sila pri voľnom páde z bodu A do C.

 

Veličinu Ep = m.g.h nazývame polohová (potenciálna) energia tiažová telesa vo výške h nad Zemou. Na povrchu Zeme má teleso nulovú potenciálnu tiažovú energiu.

 

Jednotkou polohovej energie je 1 Joule.

 

Hladiny potenciálnej energie sú miesta, v ktorých má teleso rovnakú potenciálnu energiu. Pri pôsobení tiažovej sily sú to vodorovné roviny.

 

Nulovú hladinu potenciálnej energie si môžeme voliť podľa potreby. Potenciálnu energiu tiažovú nemá samostatné teleso, ale sústava: Zem – teleso.

 

Príklad:

 

 

 

Na obrázku vidíme baranidlo, jednoduché zariadenie, ktoré slúžilo na zarážanie kolov.

Kladivo baranidla s hmotnosťou 60 kg, sme zodvihli do výšky 2,5 m . Pri dopade sa kôl zarazil do pôdy o 5,0 cm hlbšie. Akou priemernou odporovou silou pôsobí zem proti pohybu kola?

 

m= 60 kg, h = 2,5 m, Delta h=h^{`}-h=5,0cm=0,05m, Ft =?

Po zdvihnutí kladiva, kladivo získalo potenciálnu energiu:

Ep = m.g.h = 60.10.2,5J = 1500J

 

Po uvolnení kladiva, polohová energia sa premení na kinetickú energiu. Pri dopade na kôl kladivo vykoná prácu, ktorej veľkosť sa približne rovná potenciálnej energii.

E_{p}=W=F.Delta h

 

Pre silu potom platí: F=frac{W}{Delta h}=frac{1500}{0,05}N=30000N

 

Veľkosť tejto sily sa rovná odporovej sile, ktorou pôsobí zem proti pohybu kola.

 

Úlohy:

1) Teleso s hmotnosťou 10 kg je zdvihnuté do výšky 1m nad stôl rovnomerným pohybom po šikmej dráhe, ktorá zviera so zvislým smerom uhol 60°. Akú polohovú energiu získa teleso vzhľadom na vodorovnú dosku stola?

2) Výťah s hmotnosťou 500kg, vystúpi z tretieho poschodia na šieste poschodie . Výškový rozdiel medzi poschodiami je 4 m. Ako sa zmenila jeho potenciálna energia tiažová?

 

Použitá literatúra:

Vachek, Bednařík - fyzika pre 1. ročník gymnázií

Koubek, Šabo - fyzika pre 1. ročník gymnázií