Page 60 - fizika_VII_LM

58 Mechanikai jelenségek. Mechanikai munka. Energia 3. FEJEZET

A mechanikai teljesítmény
Kulcsfogalmak

⚫ egységnyi idő ⚫ teljesítmény Észrevetted, hogy...?
⚫ watt ⚫ kilowattóra
⚫ lóerő ⚫ Egyes autók jobban teljesítenek, mint mások. Mikor mondjuk egy autó-
ról azt, hogy nagy a teljesítőképessége (1. ábra)?
⚫ Ugyanazt a földterületet egy felnőtt rövidebb idő alatt felássa, mint egy
gyerek. Melyiküknek nagyobb a teljesítménye?
⚫ Az autók és a biciklik sebességváltóval rendelkeznek. Vajon, miért?
Mit gondolsz?

Ha egy ember nagyobb teljesítménnyel rendelkezik, ez azt jelenti, hogy
mindig több munkát is végez?

Kísérletezz!

1. A gyerek és a súlyemelő (gondolatkísérlet) (2. ábra)
Egy idős asszony vett 50 kg krumplit, amit fel kell vinnie a 10. emeletre.
1. ábra ‒ Az idők folyamán
az autók egyre jobban Mivel a lift nem működik, segítségre van szüksége. Egy gyerek és egy súlyemelő
teljesítenek. között választhat. Mindkettőnek fel kell vinnie a krumplit a 10. emeletre, tehát
bármelyikük teszi, ugyanakkora jutalmat kap.
⚫ Mit kell tenned?
Találd ki, hogyan tudná a gyerek felvinni a krumplit a 10. emeletre.
Melyikük végezne nagyobb munkát? Melyikük végezné el hamarább a mun-
kát? Melyiküknek lenne nagyobb a teljesítménye?
⚫ Mit állapíthatsz meg?

2. ábra ‒ Mindketten elvégzik A krumpli cipelését különbözőképpen oldanák meg. A gyerek 5 kilogram-
ugyanazt a munkát, de nem monként vinné fel egy zacskóban, és tízszer fordulna. A súlyemelő egyszerre
ugyanannyi idő alatt. vinné fel az 50 kg krumplit.
⚫ Hogyan magyarázod?

Tudod-e? Mindketten ugyanakkora hasznos munkát végeznének, ezért kapnának
ugyanakkora jutalmat. A súlyemelő azonban ezt a munkát sokkal rövidebb
idő alatt végezné el, mint a gyerek, mert nagyobb a teljesítménye (ugyanannyi
idő alatt nagyobb munkát képes végezni).

2. Egységnyi idő alatt végzett munka (gondolatkísérlet)
Egy porszívó L = 48 000 J munkát végez ∆t = 2 min alatt.
⚫ Mit kell tenned?
▶ A motorok feltalálása előtt a Számítsd ki az egységnyi idő alatt végzett munkát.
nehéz munkát állatok segítségé- ⚫ Mit állapíthatsz meg?
vel végezték. James Watt, az első Ha 2 perc alatt a végzett munka 48 000 J, egy perc alatt a végzett munka
modern gőzgép feltalálója úgy ennek fele, vagyis 24 000 J.
próbálta eladni találmányát, hogy Ha egy perc alatt a végzett munka 24 000 J, akkor egyetlen másodperc alatt
annak erejét egy átlagos lóéhoz
hasonlította. Így jelent meg a lóerő- ennek a 60-ad része, vagyis 400 J.
nek (LE) nevezett mértékegység. ⚫ Hogy magyarázod?
A kérdésre a válasz a választott időegységtől függ.
1 LE = 735 W = 0,735 kW. Ha egységnek a percet választjuk, akkor az időegység alatt végzett munka
A Nemzetközi Mértékegységrend- 24 000 J (vagy 24 000 J/min).
szer bevezetésével a lóerőt foko-
zatosan felváltotta a kW. Ha egységnek a másodpercet választjuk, akkor az időegység alatt végzett
munka 400 J (vagy 400 J/s).