Työ ja teho
Työ
- Työtä tehdään aina jotain voimaa vastaan
- Fysiikassa työhön liittyy aina jonkin kappaleen liikkuminen paikasta toiseen
- Esim. kaverin kannattelu sylissä ei ole fysiikan kannalta työtä.
- Toisaalta teet työtä siinä vaiheessa, kun nostat kaverin lattialta
- Tehdään työtä painovoimaa vastaan
- Tehdään työtä vastusvoimia (kitka, ilmanvastus) vastaan
- (ilmanvastus ei yleensä ole merkittävä pienillä nopeuksilla)
- yleisesti (siirtotyö):
[[$$ \text{työ = voima }\cdot \text{ matka eli }\\ W=F \cdot s $$]] - nostotyö:
[[$$ W = Gh = mgh $$]]- (oikeastaan ihan sama kaava kuin siirtotyössä, mutta tässä mainitaan erikseen, että voima on painovoima G ja matka on pystysuora eli korkeus h)
- (oikeastaan ihan sama kaava kuin siirtotyössä, mutta tässä mainitaan erikseen, että voima on painovoima G ja matka on pystysuora eli korkeus h)
- Työn yksikkö on joule (1 Nm = 1 J)
- yksikkö on sama kuin energialla! (Loogista, eikö totta?)
- Työn tekeminen vaatii energiaa
- Työtä tekemällä voi varastoida energiaa
- Varastoidulla energialla voidaan tehdä työtä
Teho
- Samaan työhön kuluu aina saman verran energiaa riippumatta siitä kuinka nopeasti työ tehdään!
- Teho kuvaa työn tekemisen nopeutta
(eli kuvaa aikayksikköä kohti tehtyä työtä) - Yleensä teholla tarkoitetaan keskimääräistä tehoa
- Teho lasketaan jakamalla tehty työ käytetyllä ajalla eli
[[$$ P=\frac{W}{t} $$]]
- Tehon yksikkö on watti (1 J/s = 1 W)
- Huom! laskuissa aika sekunteina!
Tutkimus: työn ja tehon määritys
- Määritä tekemäsi nostotyö ja teho portaita ylösnoustessa.
- Voit tehdä tutkimuksen haluamallasi tavalla (yksi porrasväli - koko matka alhaalta ylös)
- Mitä tietoja tarvitset?
- Tee tuloksista vihkoon siisti yhteenveto (laskut & tulokset!)
| nimi | paino G (N) |
korkeus h (m) |
työ W=Gh (Nm=J) |
aika t (s) |
teho P=W/t (J/s = W (watti)) |
laskut esim.
W = Gh = 700N * 3,9m = 2730 J
P = W/t = 2730 J / 22,8s ≈ 120 W