Laskemista

Teho (älä pyöristä, käytä pilkkua desimaalierottimena)

Teho = energia/aika
P = E/t
Tehon yksikkö on watti, W ( 1J/1s = 1W).

Energia = 3000 J
aika = 20 s
P = W

E = 1200 J
t = 60 s
P = W

E = 2 kJ
t = 40 s
P = W

E = 3 MJ
t = 4 min
P = W = kW

(Huom. Nämä ovat vähän erilaisia):
P = 180 kW
t = 20 min
E = kWh

P = 10 W
t = 20 vuorokautta
E = kWh
Roskapostituksen esto
Valitse mikä tahansa numero, joka on suurempi kuin 2.

Hyötysuhde (älä pyöristä)

Hyötysuhde = hyötyenergia / käytetty energia
[[$\eta = \frac{E_{\text{tuotto}}}{E_{\text{otto}}}$]]
[[$\eta$]] on kreikkalainen kirjain eeta.
Hyötysuhteella ei ole yksiköitä, se on pelkkä luku.

[[$E_{\text{tuotto}}$]] = 200 J
[[$E_{\text{otto}}$]] = 1000 J
[[$\eta =$]]

[[$E_{\text{tuotto}}$]] = 500 J
[[$E_{\text{otto}}$]] = 8000 J
[[$\eta =$]]

[[$E_{\text{tuotto}}$]] = 2 kJ
[[$E_{\text{otto}}$]] = 1 MJ
[[$\eta =$]]

[[$\eta$]] = 0,25
[[$E_{\text{otto}}$]] = 800 J
[[$E_{\text{tuotto}}$]] = J

[[$\eta =$]] = 0,40
[[$E_{\text{otto}}$]] = 500 J
[[$E_{\text{tuotto}}$]] = J

[[$\eta =$]] = 0,20
[[$E_{\text{tuotto}}$]] = 200 J
[[$E_{\text{otto}}$]] = J


[[$\eta =$]] = 0,30
[[$E_{\text{tuotto}}$]] = 1500 J
[[$E_{\text{otto}}$]] = J
Roskapostituksen esto
Valitse mikä tahansa numero, joka on suurempi kuin 2.

Potentiaalienergia

Potentiaaliengergia = massa * putoamiskiihtyvyys * korkeus
[[$E_p = mgh$]]
[[$g = 9.81 \frac{m}{s^2}$]] on kiihtyvyys, jolla esine putoaa lähellä maan pintaa

m = 500 kg
h = 20 m
[[$E_p=$]] J

m = 20 kg
h = 8 m
[[$E_p=$]] J

Yleensä ollaan kiinnostuneita siitä, kuinka paljon potentiaalienergia muuttuu. Saat silloin itse valita korkeuden nollatason (kannattaa valita kappaleen alempi sijainti). Muutosta merkitän usein kreikkalaisella isolla deltalla: [[$\Delta$]]

Nosturi nostaa kahden tonnin painoisen seinäelementin 15 metrin korkeuteen. Kuinka paljon seinäelementin potentiaalienergia muuttuu?
[[$\Delta E_p=$]] J

50 gramman painoinen linnun muna putoaa 23 metriä korkeasta puusta. Kuinka paljon munan potentiaalienergia pienenee?
[[$\Delta E_p=$]] J

Vesivoimalan läpi virtaa 20 tonnia vettä sekuntissa. Vesi putoaa 14 metrin korkeudelta ja voimalan hyötysuhde on 0.34.
Kuinka paljon sekuntin aikana putoavan veden potentiaalienergia?
[[$\Delta E_p=$]] J
Kuinka paljon tästä saadaan hyödynnettyä?
E = J
Mikä on voimalan teho?
P = W
Roskapostituksen esto
Valitse mikä tahansa numero, joka on suurempi kuin 2.

Kineettinen energia

Kineettinen energia = 0.5 * massa * nopeuden neliö
[[$E_k = \frac{1}{2} mv^2 $]]

m = 12 kg
v = 3 m/s
[[$E_k = $]] J

m = 80 kg
v = 7 m/s
[[$E_k = $]] J

m = 1200 kg
v = 90 km/h
[[$E_k = $]] J = kJ

(Huom. Tämän esimerkin numeroiden realistisuudesta ei ole mitään hajua)
Tuulimyllyn läpi kulkee kolme tonnia ilmaa minuutissa nopeudella 6 m/s. Voimalan hyötysuhde on 0.25.
Kuinka paljon ilmaa myllyn läpi kulkee sekuntissa?
m = kg
Mikä on sekuntin aikana myllyn läpi kulkeneen ilman kineettinen energia?
[[$E_k = $]] J
Kuinka paljon siitä saadaan hyödynnettyä?
[[$E= $]] J
Mikä on tuulimyllyn teho?
P = W
Roskapostituksen esto
Valitse mikä tahansa numero, joka on suurempi kuin 2.