Tema 6. Energia. Treball i potència -...
20
Tema 6. Energia. Treball i potència (Correspondria al Tema 7 del vostre llibre de text pàg. 144- 175)
Transcript of Tema 6. Energia. Treball i potència -...
Tema 6. Energia. Treball i potència(Correspondria al Tema 7 del vostre llibre de text pàg. 144- 175)
ÍNDEXÍNDEX
6.1. Definició d’energia
6.2. Característiques de l’energia
6.4. Treball
6.3. Com podem transferir l’energia d’un cos a un altre?
6.4. Treball
6.5. Interpretació gràfica del treball
6.6. Potència i rendiment
6.7. Energia cinètica
6.8. Energia potencial
6.9. Energia mecànica
L’energia és fonamental en el nostre univers.
Nosaltre necessitem energia per fer coses. Per exemple:
- necessitem l’energia elèctrica per tal que funcioni el microones, la nevera..
- necessitem l’energia dels combustibles, com la benzina, perquè funcioninels tractors , els cotxes …
6.16.1. . Definició de l’energiaDefinició de l’energia
D1
L’energia és la capacitat de produir canvis otransformacions en ells mateixos o en altrescossos. Tot allò que és capaç de produir unatransformació diem que té energia.
els tractors , els cotxes …- necessitem l’energia del sol, ja que ens dona llum dura nt el dia, permet
que la roba s’assequi (ens dona calor), ajuda a que le s plantes creixin.Tot el que nosaltres fem (CÓRRER, PENSAR, LLEGIR, ESCRIURE , CAMINAR …) està connectat amb l’energia.
D2
- Un radiador encès pot escalfar
- Una pilota movent-se pot trencar un vidre
- Una pila pot posar en marxar una joguina
- Una pedra a dalt de la muntanya pot caure.
Per tant, podem dir que l’energia és tot allò que fa que les coses es moguin,
funcionin o s’escalfin.
D3
NO HEM DE CONFONDRE ENERGIA AMB FORÇA
La bola FA una FORÇA sobre les bitlles.Qui fa la força? La bolaQui rep la força? Les bitlles
La bola TÉ una ENERGIA, que permet moureles bitlles, part de l’energia de la bola es transfereix a les bitlles per tal que es moguin i caiguin.
D4
6.2. Característiques de l’energia6.2. Característiques de l’energia
6.2. 1. L’energia es transfereix6.2. 1. L’energia es transfereix
L’energia no s’està quieta, constantment passa d’uns cosso s a uns altres.
L’energia es transfereix (o es transmet) d’un cos a un altre, SI UN OBJECTE PERD
ENERGIA ÉS PERQUÈ UN ALTRE EN GUANYA, i quan es transfereix es transforma.
Exemple 1 . Quan nosaltres empenyem un carro part de la nostra energia e s transfereix
a la taula per tal que es mogui.
Per tant nosaltres perdem energia però el carro guanya energ ia.
D5
6.2. Característiques de l’energia6.2. Característiques de l’energia
6.2. 6.2. 2. Formes d’energia: 2. Formes d’energia: l’energia es pot manifestar de diverses formes.
Energia lluminosa(procedent dels focus)
Energia tèrmica (procedent dels focus que s’escalfen)
Energia elèctrica
Energia potencial(que és l’energia que tenen les baquetes del tambor a l’estar
aixecades)
Energia elèctrica(que fa funcionar els
instruments i els focus)
Energia cinètica(que és l’energia que
tenen els components pel fet
de moure’s)
Energia acústica(procedent delsinstruments i de
les veus del grup)
� Energia lluminosa o energia radiant: Energia que es manifesta en forma de llum (exemple el sol ens envia grans quantitats d’energia lluminosa).
D6
� Energia tèrmica: Energia que es manifesta en forma de calor, és a dir, que és capaç d’escalfar un cos (augmentar la seva temperatura).
� Energia acústica: Energia que es manifesta en forma de so (exemple el so de la nostra veu, d’un instrument musical …)
D7
� Energia elèctrica: Energia que tenen els objectes que són conductors de l’electricitat (per exemple els cables de coure tenen energia elèctrica i la transfereixen als aparell elèctrics …)
� Energia cinètica: Energia que presenta un cos quan està en moviment (per exemple quan nosaltres caminem, quan un cotxe es mou
D8
� Energia potencial gravitatòria: Energia que emmagatzema un cos que és elevat una certa alçada.
� Energia química: Energia que emmagatzemen substàncies com ara els aliments, els combustibles, les piles, etc…
D9
� Energia nuclear: És l’energia que emmagatzemen les substàncies radioactives com ara l’urani o el plutani.
D10
Com es transfereix l’energia?Unitats d’energia : Joule (J)
Fent un Treball Donant calor Mitjançant ones
6.3. Com es transfereix l’energia d’un cos a un altre?6.3. Com es transfereix l’energia d’un cos a un altre?
Transferència d’energia que té lloc quan una força produeix un desplaçament
La transferència d’energia que té lloc entres dos cossos pel fet d’estar a una temperatura diferent. L’energia passa del cos calent al més fred fins que les seves temperatures s’igualen.
Llum, so, radiació tèrmica…
Treball i calor no són formes d’energia, sinó proce ssos mitjançant els quals l’energia es transferida.
D11
En quines situacions es produeix un treball?
6.4. Treball6.4. Treball
En el llenguatge quotidià, la paraula treball significa fer alguna cosa querequereixi un esforç tant físic com mental, com ara estu diar un tema, ferun càlcul mental, redactar un text, traslladar un obje cte, etc ….
D12
Però en Física, aquesta paraula té un significat més prec ís: es fa un treball només quan una força provoca un desplaçame nt .
De fet, per tal que realitzem un treball sobre un co s s’han de complir tres condicions:
- Que sobre un cos actuï una força- Que es mogui el cos- Que la direcció de moviment del cos no sigui perpendicu lar a la força.
D13
Força que fa la noia sobre el carro
El carro es desplaça cap a l’esquerra
La noia fa un treball sobre el carro que es transfo rma en E cinètica .
L’home fa una força per moure la paret, però la paret no es mou; per tant diem que l’home no transfereix energia a la paret ; “l’home no fa treball”
L’home fa una força
D14
L’home fa una força sobre la maleta
força sobre la paret
La maleta es desplaça cap a la dreta.
L’home fa una força per aguantar la maleta, però com es mou cap a la dreta, no realitza treball, ja que la força i el desplaçament són perpendiculars.“l’home no fa treball”.
D15
El treball (W) és una magnitud ESCALAR: W = F· x∆Producte escalar
= F ∆x cos α
F ∆xW = F ∆x cos 0 = F ∆x
Unitats de treball (W) : Joule (J); 1 J = 1 N · 1 m
∆xW = F ∆x cos α
Fα Treball positiu indica que
la força i el desplaçament van en el mateix sentit
∆xF α
W = F ∆x cos αTreball negatiu indica que la força i el desplaçament tenen sentits oposats
+
-
D16
Els problemes de treball es resolen de la mateixa m anera
a) Pots calcular el treball realitzat per cada força i després trobar el treball total o,
b) Buscar la força total per calcular directament el treball total.
Exemple 1 . Un nen vol arrossegar 5m el carretó de 2 kg de mass a per una superfície horitzontal i ho fa mitjançant una corda que forma un angle de 45 º amb la superfície, i amb una força de 25 N. ho fa mitjançant una corda que forma un angle de 45 º amb la superfície, i amb una força de 25 N. Si el coeficient de fregament entre les cordes del carretó i la superfície és de 0,1 N, calculeu: a) el treball que realitza cada una de les forces que actuen sobre el carretó; b) el treball total. Comproveu que és igual al treball que realitza la f orça resultant.
R. a) Wp = 0 J, WN = 0 J; WF = 88,39 J, WF f = - 0,965 J; b) 87,42 J
5 m
2 kg45º
25 N
6.5. Interpretació gràfica del treball6.5. Interpretació gràfica del treballD17
La representació gràfica de la força en funció del desp laçament de la partícula ensdóna informació del treball realitzat per aquesta força.
Exemple 1. La força és constantExemple 1. La força és constant
F (en N)
W = F· x∆
x (en m)x0 xf
20 45
10
W = àrea del rectangle = 10· (45 -20) = 250 J
D18
Exemple Exemple 2. 2. La força La força varia amb la distànciavaria amb la distànciaÉs el cas per exemple de la força aplicada a un cos uni t a una molla de constantelàstica, K. Ja sabem que si apliquem una força externa F sobre un c os unit a una molla, aquest estira la molla i la deforma proporcionalment d’acord amb la llei de HookeF = K · ∆x
F (en N)
x0 xf
F
F (en N)
x (en m)x0 xf
25
10
W = àrea del triangle
0
(25-0)·10W =
2= 125 J
