Ako vypočítať prácu, výkon a energiu
Vo fyzike má práca presnú definíciu: energia sa prenáša, keď sila pohybuje objektom cez posunutie. Výkon je rýchlosť, ktorou sa práca vykonáva. Tieto koncepty sú základom strojárstva a každodennej spotreby energie.
Kľúčové vzorce
Práca:
W = F × d × cos(θ)
Kde F je sila (N), d je posunutie (m) a θ je uhol medzi silou a posunutím.
Napájanie:
P = W / t = F × v
Kinetická energia:
KE = ½ × m × v²
Potenciálna energia:
PE = m × g × h
Príklady krok za krokom
Pracovný príklad: Zatlačíte krabicu 5 metrov po podlahe s horizontálnou silou 40 N. W = 40 × 5 × cos (0°) = 40 × 5 × 1 = 200 joulov
Príklad výkonu: 200 J práce vykonáte za 4 sekundy. P = 200 / 4 = 50 wattov
Problém s rampou: Koľko práce vytlačiť 100 kg prepravku o 10 m po 30° rampe bez trenia? Získaná výška: h = 10 × sin(30°) = 5 m Práca = zmena PE = m × g × v = 100 × 9,81 × 5 = 4 905 J
Jednotky
| Množstvo | Jednotka SI | Spoločný ekvivalent |
|---|---|---|
| sila | Newton (N) | 1 kg·m/s² |
| Práca/energia | joule (J) | 1 N·m |
| Sila | Watt (W) | 1 J/s |
| 1 konská sila | 746 W | 550 ft·lb/s |
Úspora energie
V ideálnom systéme: KE + PE = konštanta (celková mechanická energia je zachovaná). Skutočné systémy strácajú energiu trením a teplom, ale celková energia (vrátane tepelnej) sa vždy šetrí.
Použite našu kalkulačku práce a výkonu pre akúkoľvek silu, vzdialenosť a čas.