Processing math: 13%
x
Učitavanje

4.7 Snaga

Europska unija, Zajedno do fondova EU
Sadržaj jedinice
Povećanje slova
Smanjenje slova
Početna veličina slova Početna veličina slova
Visoki kontrast
a Promjena slova
  • Verdana
  • Georgia
  • Dyslexic
  • Početni
Upute za korištenje

Na početku...

Učenice podižu bučice i svakim podizanjem obavljaju isti rad. Koja od njih je snažnija?

Što bismo u ovom slučaju trebali mjeriti?

Osim koliki je rad, zanima nas i koliko je vremena potrebno da se taj rad obavi.


Vrijeme je fizička veličina. Označavamo ga slovom t. Osnovna mjerna jedinica za vrijeme je sekunda, znak s. Vrijeme mjerimo satom.

Zanimljivost

Na slici je prikazana perilica i sušilica rublja
Perilica i sušilica rublja

Prilikom kupnje kućanskih uređaja (perilice i/ili sušilice rublja, hladnjaka, televizora, računala, usisivača i drugih) treba obratiti pozornost na snagu uređaja te rade li oni tijekom duljeg vremena ili kratkotrajno.

Snagu označavamo s P (engl. power).

Utjecaj snage na obavljeni rad i vrijeme obavljanja rada

Dvoje učenika (ili više njih) istodobno pokreću simulaciju pokretanja boce s vodom na svojim mobilnim uređajima ili računalima kako bi dobili različita mjerenja. Obujam vode u boci iznosi 250mL. Koji je učenik prema rezultatima u simulaciji snažniji?
Pokrenite interakciju. Dobivene podatke zapišite u tablicu, izračunajte količnik rada i vremena te promislite o utjecaju snage na obavljeni rad i vrijeme obavljanja rada.

Koliko je puta obavljeni rad veći, toliko je puta veća snaga. Vrijedi i obratno. Koliko je puta obavljeni rad manji, toliko je puta manja snaga.

PW 

Koliko je puta dulje vrijeme obavljanja rada, toliko je puta manja snaga. Vrijedi i obratno. Koliko je puta kraće vrijeme, toliko je puta veća snaga.

P1t 

Snaga je količnik rada i vremena u kojem se taj rad obavlja.

P=Wt 

Mjerna jedinica je vat, znak W.

Snaga od 1W potrebna je da se obavi rad od 1J u vremenu od 1s.

Povezani sadržaji

James Watt
Izvor: „James Watt. Stipple engraving by J. Thomson, 1820, after Sir W. Beechey“. Autor Wellcome collection,  https://wellcomecollection.org/works/udhe7h6h, CC BY 4.0. Slika je izrezana (CC BY 4.0).

Mjerna jedinica za snagu nazvana je po škotskom inženjeru i izumitelju Jamesu Wattu (1736.-1815.). Prva industrijska revolucija počela je promjenama koje su uslijedile primjenom parnog stroja koji je on usavršio.

Snagu iskazujemo većim i manjim mjernim jedinicama.

1W=1000mW

1mW=0,001W

1kW=1000W

1W=0,001kW

1MW=1000kW=1000000W

1GW=1000MW=1000000kW=1000000000W

Zanimljivost

Konjska snaga

Iznimno dopuštena mjerna jedinica za snagu naziva se konjska snaga, znak KS. Ako stroj podigne tijelo mase 75 kilograma na visinu od 1 metra u vremenu od 1 sekunde, tada taj stroj ima snagu od 1 KS. Pri podizanju tijela gravitacijska potencijalna energija na visini od 1m iznosi:

Egp=m·g·h

Egp 

E g p = 750   J  

Snaga tada iznosi:

P = W t  

P   =   750   J 1   s  

P = 750 W  

Istražite primjere snage u životinjskom svijetu.

Kolika je snaga čimpanze, a kolika krokodilova ugriza? Kako se nekada iskorištavala snaga magaraca, deva, slonova i drugih životinja? Koristimo li se i danas snagom životinja za obavljanje svakodnevnih poslova?

Bager
Bageri imaju snagu motora od 9 kW do 400 kW.

Primjeri prosječnih snaga:

Sunce 400 000 000 000 000 000 000 000 000 W
Vulkanska erupcija 4 000 000 000 000 000 W
Turbina elektrane 230 000 000 W
Putnički zrakoplov 10 000 000 W
Osobni automobil 40 000 W
Sušilica za rublje 2 000 W
Čovjek 100 W
Žarulja LED 20 W
Električni sat 3 W
Džepni kalkulator 0,001 W

Primjer 1.

Tijekom čišćenja sobe Sonja u 4 s pomakne krevet i pritom obavi rad od 50 J . Koliko iznosi njezina snaga?

W = 50 J  

t = 4 s  

_____

P = ?  

P = W t  

P = 50   J 4   s  

P = 12,5 W  

Snaga kojom je Sonja pomaknula krevet iznosi 12,5 W .


Zadatak 1.

Na hladnjaku je oznaka 200 W . Koliki je obavljeni rad hladnjaka ako bio on radio cijelo vrijeme tijekom 1 dana?

P = 200 W

t = 1 dan = 24 h = 86 400 s

____________________

W = ?

P = W t  

W = P · t  

W = 200   W · 86   400   s  

W = 17 2 800 000 J  

W = 17 280 kJ  

W = 17,28 MJ  

Obavljeni rad iznosi 17,28 M J .


Korisnost

Strojevi i uređaji usavršavaju se kako bi se povećala njihova korisnost, tj. kako bi se smanjio gubitak energije.

Korisnost označavamo s η , a izražavamo u postotcima % .

Korisnost je količnik korisne energije i uložene energije

η = E k o r i s n a E u l o ž e n a ,

odnosno količnik korisnog rada i uloženog rada

η = W k o r i s n o W u l o ž e n o

odnosno, kao u primjeru iznad, korisnost je količnik korisne snage i uložene snage

η = P k o r i s n o P u l o ž e n o .

Dizel motor
Dizelski motor

Korisnost nekih strojeva:

Dizelski motor ima korisnost od oko 40 % .

Elektromotor
Elektromotor  Izvor: „Ac-elektromotor-robuster-asynchronmotor“. Autor Egzon123, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Ac-elektromotor-robuster-asynchronmotor.jpg, CC BY-SA 3.0. Slici je dodana bijela pozadina (CC BY-SA 3.0).

Elektromotor ima korisnost od oko 95 posto.

Zadatak 2.

Korisnost nekog stroja iznosi 70 % . Koliko energije moramo uložiti da obavimo rad od 28 J ?

η = 70 %   ​

W = E k   =   28   J

______

E u = ?  

η = E k E u  

E u = E k η  

E u = 28   J 0,70  

E u   = 40   J  

Da bismo obavili rad, moramo uložiti 40 J energije.


Primjer 2.

Na usisivaču je oznaka 2 000 W . Korisnost njegova motora iznosi 90 % . Kolika je korisna snaga kojom usisivač uvlači prašinu dok je uključen u struju?

P u = 2   000 W

η = 90 % = 0,90
_________
P k = ?  
η = P k P u  
P k = η · P u  

P k = 0,90 · 2   000 W

P k = 1   800   W

Korisna snaga usisivača iznosi 1 800 W .


...i na kraju

Snaga je količnik obavljenog rada i vremena potrebnog za obavljanje tog rada. Mjerna jedinica je vat, a oznaka W . Snaga od 1 W potrebna je da se obavi rad od 1 J u vremenu od 1 s . Korisnost je omjer korisne snage i uložene snage.

PROCIJENITE SVOJE ZNANJE

1
Mjerna jedinica za snagu je: .
2

Fizička veličina snaga označava se znakom:

null
null
3
Pretvorite:
  1. 50 W= kW
  2. 0,5 kW= W
  3. 50 W= mW
  4. 5 kW= W
  5. 5 MW= W

Pomoć:

1 W= 1 000 mW

1 kW= 1 000 W

1 MW= 1 000 000 W

4

Snaga nekog tijela ili stroja jednaka je:

null
5

Dječak podizanjem slike s poda i njezinim vješanjem na zid obavi rad od 60 J za 0,5 s. Njegova snaga iznosi:

null
6

Od dvaju bagera veću snagu ima onaj bager koji jednaki rad iskopavanja zemlje obavi u kraćem vremenu.

null
null
7

Konjska snaga upotrebljava se i danas, npr. u automobilizmu, kao mjerna jedinica snage motora.

null
null
8
Dječak težine 500 N penje se 3 min od prvog do trećeg kata zgrade, na visinu od 15 m . Koliko iznosi dječakova snaga?   .

Pomoć:

P = W t   ​

Postupak:

P = G · h t

P = 500 N · 15 m 180 s

P = 41,67 W

Dječakova snaga iznosi 41,67 W .

9
Dizalica snage 600 W podiže težinu tijela od 100 N . Koliko je vremena potrebno dizalici da podigne tijelo na visinu od 60 m ?   .

Pomoć:

P = W t   ​

Postupak:

t = W P  

t = G · h P  

t = 10 s  

Dizalica podigne tijelo za 10 s .

10
Električnom kosilicom snage 2 kW čovjek kosi travu 15 min . Koliko iznosi obavljeni rad?   .

Pomoć:

P = W t   ​

Postupak:

W = P · t

W = 1 800 000 J

W = 1 800 kJ

W = 1,8 MJ

Obavljen je rad od 1 800 000 J .

11

Dva radnika spremaju kutije na police distributivnog centra. Prvi radnik podignuo je kutiju od 10 kg na visinu od 1 m u 5 s . Drugi radnik podignuo je kutiju mase 20 kg na visinu od 1 m u 10 s . Koji radnik ima veću snagu?

Pomoć:

P = W t   ​

Postupak:

P 1 = W 1 t 1

P 1 = 100 N · 1 m 5 s

P 1 = 20 W

P 2 = 200 N · 1 m 10 s

P 2 = 20 W

Snaga prvog radnika jednaka je snazi drugog radnika.

12
Sušilo za kosu snage 750 W koristi se 120 s . Koliko iznosi obavljeni rad sušila za kosu? J

Pomoć:

W = P · t   

Postupak:

W = 90 000 J = 90 kJ

Rad sušila za kosu iznosi 90 000 J .

13
Majka košaru s rubljem težine 32 N odnese za 6 s na prvi kat visok 3 m . Koliko iznosi snaga majke dok nosi košaru s rubljem na prvi kat? W

Pomoć:

P = W t

Postupak:

P = G · h t

P = 16 W

14
Viljuškar podigne teret mase 300 kg na visinu od 10 m za pola minute. Koliko iznosi snaga viljuškara? W

Pomoć:

P = W t   

Postupak:

P = m · g · h t

P = 300 kg · 10 N kg · 10 m 30 s

P = 1 000 W

P = 1 kW

Snaga viljuškara iznosi 1 000 W .

15
Kolika će se snaga električne energije dobiti u elektrani korisnosti 70 % ako uložena snaga iznosi 4 500 MW ? MW

Pomoć:

η = E k E u

Postupak:

E k = η · E u

E k = 0,70 · 4   500 MW  

E k = 3 150 MW   ​

ZAVRŠITE PROCJENU

Idemo na sljedeću jedinicu

4.8 Rad na kosini - dodatni sadržaj