Praca i jej powiązanie z energią
Minimalną praca, jaką trzeba wykonać, aby podnieść książkę o ciężarze 8 N na wysokość 40 cm jest równa 3,2J.
Praca jest to skalarna wielkość fizyczna, która mówi ile należy dostarczyć energii do układu aby zmienić stan tego układu. Jej jednostka to dżul [J] a symbol to duża litera [W]. Można z tego wyprowadzić bardzo prosty wzór:
W = ΔE
Mówi on nam tyle, że jeśli znamy różnicę energii jaka występuje podczas konkretnej przemiany to wiemy jaką pracę należałoby dostarczyć do ciała aby ta przemiana nastąpiła.
W zadaniu autor podaje nam dane:
Q = 8N - ciężar
h=40cm=0,4m - wysokość
Jednak wiemy, że podczas podnoszenia ciała zmienia się energia potencjalna grawitacji. Energia potencjalna ciała jest to energia, którą ciało gromadzi w sobie i może potem przemienić w inny rodzaj energii. Wzór na energię potencjalną grawitacji:
[tex]E=mgh[/tex]
Jak widać, ten wzór jest dość prosty bo wystarczy znać wysokość na jakiej znalazło się ciało i jego masę (g czyli przyspieszenie ziemskie na ziemi jest stałą i wynosi 9,81[tex]\frac{m}{s^{2} }[/tex]).
Jednakże w zadaniu nie mamy bezpośrednio podanej masy ciała. Jest za to podany ciężar którego wzór to:
[tex]Q=mg[/tex]
Sprytnie podstawiając wzór na ciężar do wzoru na energię otrzymamy to o co nam chodzi w zadaniu czyli:
W=ΔE=mgh=Qh=8*0,4=3,2J
