Mechanika
Práce a energie
Mechanická práce W vyjadřuje dráhový účinek síly působící na těleso.
Mechanickou práci koná pouze síla, která působí ve směru pohybu tělesa (síla, která působí kolmo ke směru pohybu nebo která nepohne tělesem, práci nekoná).
Působí-li síla F na těleso pohybující se po dráze s, pak vykoná práci
W = F . s . cos,
kde je úhel, který svírá vektor síly F se směrem pohybu tělesa.
Jednotkou mechanické práce je N.m, pro tuto důležitou jednotku je zavedeno označení J (joule).
Vykoná-li síla práci (např. při uvedení tělesa do pohybu, vyzvednutí tělesa do výšky, roztočení tělesa kolem osy, ...) a přestane na těleso působit, zůstává vykonaná práce v tělese přítomna ve formě, kterou nazýváme mechanická energie.
Rozlišujeme dva druhy mechanické energie
- pohybovou (kinetickou) Ek - je spojena s pohybem tělesa
- polohovou (potenciální) Ep - je spojena s polohou tělesa v gravitačním, elektrickém, magnetickém poli nebo s pružnou deformací tělesa (natažená pružina, nafouknutý míč)
Při mechanických dějích přechází pohybová energie v polohovou a naopak, jejich celkový součet se při nich nemění = zákon zachování mechanické energie:
E = Ek + Ep = konst.
Výpočet kinetické energie tělesa s hmotností m, které se pohybuje ve zvolené vztažné souustavě rychlostí v:
Ek = (1/2).m.v2
Výpočet potenciální energie tělesa s hmotností m, které bylo ve stejnorodém gravitačním poli s tíhovým zrychlením g zdvihnuto do výšky h:
Ep = m.g.h
Jednotkou energie je J (joule).