Práce vykonána gravitační silou
Mam tady otázku na kterou správná odpověď zní: práce vykonaná gravitační silou mezi dvěma určitými body nezávisí na trajektorii. Mohli byste mi to někdo z fyziků trochu vysvětlit? Asi to mi to jenom nějak nedocvakava a je to zřejmě zcela jasné, ale já jsem si myslela, ze práce je síla po dráze... samozřejmě také teplo a energie...souvisí to s tou energií v tomhle případě?
Odpovědi
Diskuze
Gravitační zrychlení (vektor) směřuje ke středu centra gravitace (Země).
Jsme na planetě s gravitačním zrychlením a práce se koná jen když se pohybujeme v gravitačním poli o zrychlení (např. g) tak, že se pohybujeme proti směru gravitace (stoupáme, např. po schodech), pak získáváme potenciální energii a platí Ep=m*g*h, pokud se pohybujeme proti směru gravitace (stoupáme), musíme energii dodávat (jeřáb, raketový motor, hever). Pokud se pohybujeme ve směru gravitace (jedeme z kopce, klesáme) potenciální energie se uvolňuje. Takže práce se v gravitačním poli koná opravdu jen pokud potenciální energii zvyšujeme. Můžeme zase klesnout, ale u toho potřebujeme brzdit (jinak by se potenciální energie přeměnila v kinetickou a ta po dopadu v teplo) takže se zase energie spotřebovává (i padák spotřebovává energii). Výsledkem všeho je, že se můžeme pohybovat nahoru a dolů libovolně krát a po libovolné trajektorii, ale výsledkem a součtem všech prací a energií je rozdíl výchozího a konečný bodu dráhy (myšleno vertikálně) a pak platí A=F*s=m*g*s
Často se uvádí příklad: když neseme kufr, tak práci nekonáme.
To je proto, že pokud jdeme po rovině, nezvyšuje se potenciální energie.
Ve skutečnosti se vykonává svalová práce, kterou pohání chemická energie metabolismu (a nastává únava), ale právě o to tu nejde. Jde o pohyb v gravitačním poli buď proti vektoru gravitace nebo spolu sním.
Když třeba neseš ten kufr po vodorovné cestě, působíš celou dobu docela velkou silou, ale přesně kolmo ke směru dráhy takže, složka ve směru dráhy je nulová a stejně tak i práce.
A podobně práce při vynesení kufru do prvního patra je pořád stejná ať jdeš po mírně šikmé ale dlouhé rampě (složka síly ve směru dráhy malá, ale dráha dlouhá) nebo po schodech (větší sklon, větší složka síly, kratší dráha) nebo výtahem (síla přesně rovnoběžná s dráhou, dráha nejkratší). Vždy to vychází stejně.
Takhle se chovají všechna tzv. potenciálová pole - vedle gravitačního je známé třeba elektrické pole. Tam taky práce potřebná s přenesením náboje někam jinam v poli nezávisí na tvaru trajektorie.
Ale děsně záleží na učiteli, aby ti dokázal tahle "jednoduchá" poznání ve vhodnou chvíli nabídnout, aby je uměl jednoduše vysvětlit a na správném příkladu demonstrovat (nejlépe reálným pokusem, to pak může být opravdu zážitek). Dobrý učitel musí odhadnout, kde to tvoje chápání věci vázne, a přes takovou mělčinu tě přiměřeně pošťouchnout.
Tady, kde jsme omezeni jen na písemnou komunikaci, je to hodně těžké, pro obě strany…
A taky, ovšem, sebelepší učitel není nic platný, když student nemá zájem a vůbec ho to nezajímá. V tomhle ty jsi skvělá - je vidět, že máš z poznání radost a to je polovička úspěchu :-)