KursCennikKorepetycjeBaza wiedzyBlog
Zaloguj sięZacznij teraz
fizykastatkiem@gmail.com

Matura z fizyki

Matura z fizyki: Praca, moc, energia

Praca, moc, energia kinetyczna i potencjalna, zasada zachowania energii mechanicznej, sprawność, twierdzenie o pracy i energii.

⚓ Kurs maturalny z fizyki

Jak praca, moc, energia pojawia się na maturze?

Zadania energetyczne często można rozwiązać szybciej niż dynamiczne, korzystając z zasady zachowania energii. Na maturze typowe są zadania o ciele spadającym, zjeżdżającym z równi czy wahadle. Trzeba uważać na tarcie - wtedy energia mechaniczna nie jest zachowana, a różnica zamienia się w ciepło. Sprawność pojawia się w zadaniach o silnikach i dźwigach.

Poziom: rozszerzony.

Typowe zadania maturalne

  • Obliczenie prędkości ciała u podstawy równi z zasady zachowania energii.
  • Wyznaczenie wysokości, na jaką wzniesie się ciało wyrzucone w górę.
  • Obliczenie pracy traconej na tarcie z bilansu energii.
  • Wyznaczenie sprawności silnika lub dźwigu z danych mocy.

Strategia na egzaminie

  1. 1Zawsze zapisz bilans energii: stan początkowy = stan końcowy plus straty.
  2. 2Wybierz poziom zerowy energii potencjalnej (zwykle najniższy punkt).
  3. 3Gdy występuje tarcie, dodaj pracę sił tarcia jako stratę energii mechanicznej.

Do zapamiętania

Najważniejsze wzory

1

Praca

$$W = F s \cos\alpha$$

Iloczyn siły, drogi i kosinusa kąta między nimi.

2

Moc

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

Praca wykonana w jednostce czasu.

3

Moc a prędkość

$$P = F v$$

Dla ruchu ze stałą prędkością.

4

Energia kinetyczna

$$E_k = \frac{m v^2}{2}$$

Energia związana z ruchem ciała.

5

Energia potencjalna grawitacji

$$E_p = m g h$$

Energia związana z wysokością ciała.

6

Energia potencjalna sprężystości

$$E_p = \frac{k x^2}{2}$$

Energia zmagazynowana w sprężynie.

7

Twierdzenie o pracy i energii

$$W = \Delta E_k$$

Praca siły wypadkowej równa zmianie energii kinetycznej.

8

Zasada zachowania energii

$$E_k + E_p = \mathrm{const}$$

Suma energii mechanicznej jest stała.

9

Sprawność

$$\eta = \frac{W_u}{W_d} \cdot 100\%$$

Stosunek pracy użytecznej do dostarczonej.

Najczęściej zadawane pytania

Kiedy stosować zasadę zachowania energii zamiast zasad dynamiki?+
Gdy interesuje nas związek prędkości i wysokości, a nie czas. Zasada zachowania energii jest szybsza, gdy nie ma tarcia lub gdy znamy pracę sił niezachowawczych.
Jak uwzględnić tarcie w bilansie energii?+
Energia mechaniczna początkowa równa się końcowej plus praca tarcia: E_początkowa = E_końcowa + T·s. Praca tarcia zamienia się w ciepło i zmniejsza energię mechaniczną.
Jak liczyć sprawność dźwigu podnoszącego ciężar?+
Praca użyteczna to mgh (energia potencjalna ładunku). Praca dostarczona to energia z silnika. Sprawność to ich stosuek razy 100%.
Czy energia potencjalna może być ujemna?+
Tak, zależy od wyboru poziomu zerowego. Jeśli przyjmiemy poziom odniesienia powyżej ciała, jego energia potencjalna jest ujemna. Ważne są tylko różnice energii.

Chcesz przerobić ten dział do końca?

W kursie dział „Praca, moc, energia” ma lekcję wideo, cztery poziomy materiałów PDF (od teorii po arkusze CKE) i quiz. Możesz kupić sam ten dział za 177 zł albo cały kurs.

⚙️ Dział 3: Praca, moc, energia →📚 Cały kurs i ceny👨‍🏫 Zobacz korepetycje

Zobacz również

Teoria i wzoryPraca, moc, energia - teoriaDefinicje, prawa i wzory z pracy, mocy i energii.ZadaniaZadania z pracy, mocy i energiiRozwiązania krok po kroku.Powiązany działKinematykaPrzejdź do teorii kinematyki.Powiązany działDynamika - zasady NewtonaPrzejdź do teorii dynamiki.Powiązany działPęd i zasada zachowania pęduPrzejdź do teorii pędu i zasady zachowania pędu.