Arbeid, energi og effekt

Energi er det som får noe til å skje En gjenstand har energi pga. sin stilling: Stillingsenergi (potensiell energi) Jo tyngre og høyere, desto mer energi En gjenstand har energi pga. sin bevegelse: Bevegelsesenergi (kinetisk energi) Jo raskere bevegelse, desto mer energi http://kunnskapsfilm.no/video/energi/

Arbeid er kraft multiplisert med strekning Arbeidet vi utfører på en gjenstand, er kraften fra oss på gjenstanden multiplisert med strekningen vi flytter gjenstanden i den retningen kraften peker Enheten for arbeid er joule (1 J = 1 Nm)

Energienheten joule (J) Uttrykket kg * m/h2 = N Vi kan regne med enheter: kg * m/s2 * m = Nm = J Eksempel: 60kg * 10m/s2 * 10m 6000kg * m/s2 * m 6000Nm = 6000J

Arbeid er kraft multiplisert med strekning Eksempel: En kjelke trekkes 5 m bortover bakken med en kraft på 300 N Arbeid (W) = kraft (F) * strekning (s) Hvor stort arbeid er utført?

Stillingsenergi Stillingsenergi = Es Enheten for energi er J Es= m * g * h m = masse (kg) g = tyngdeakslerasjonen (m/s2) h = høyde (m)

Stillingsenergi Eksempel: Regn ut stillingsenergien En person som veier 60 kg og som går til toppen av et stupetårn på 10m. Tyngdeakslerasjonen forenkler vi til 10m/s2 Regn ut stillingsenergien Es = 60 * 10 * 10 J Å løfte en gjenstand 1 m opp krever et arbeid på 1 J Es = 6000 J Til sammenligning inneholder 1 dl cola 180 000 J Han må gå 30 turer

Bevegelsesenergi Bevegelsesenergi = Eb Eb= ½ * m * v2 m = masse v = fart v2 = fart * fart

Bevegelsesenergi Eksempel: Løsning: Gutt på 60 kg som løper 6 m/sek Regn ut bevegelsesenergien Løsning: Eb= ½ * m *v2 Eb = ½ * 60 * 6 * 6 Eb = 1080 J

Regne ut arbeidet Arbeid = W Kraften = F Veien i kraftens retning = s W = F * s Eksempel: Ryggsekk med m=10 kg, løftes 1,5 meter. Regn ut utført arbeid Løsning (F=G, tyngekraft) G= m*g G= 10 kg * 10 m/s2 G = 100N W = 100N * 1,5J W= 150 J

Effekt http://kunnskapsfilm.no/video/effekt/ Effekt er energi pr tid. Dvs arbeid delt på tiden. P = E/t = W/t P = effekt W = arbeid E = energi Enheten for effekt er watt, W Eksempel: Ryggsekk på 10kg, opp 1,5 m på 2 sek Regn ut effekten. P=W (F=m*a) * s / t P=10kg*10m/s2 * 1,5m/2s P=150W / 2 = 75 W

Energiloven Summen av all energi er alltid den samme Energi kan ikke forsvinne, bare gå over i andre former. Friksjon tapper energi fra forsøkene våre.

Nyttige energiord Kjemisk energi Termisk energi (varmeenergi) Elektrisk energi Fjærenergi (elastisk) Kjerneenergi (atomkraft) Vindenergi Bølgeenergi

Energikjeder og energikilder Energi kan gå fra en form til en annen. Mange gode eksempler s. 198-199 Stearinlyset brenner  kjemisk energi  går over til termisk energi (varme) og lysenergi

Flere energikilder Fjæra i en trekkoppbil  Batteriet i en musikkspiller  Maten vi har spist  Bensin  Vannmølle  Fjærenergi  bevegelse Kjemisk  lydenergi Kjemisk  bevegelse Bevegelse  rotasjon

Energioverføringer I alle energikjeder er summen av alle energiformene alltid den samme. Hvis energi aldri blir borte, hva kan da grunnen være til at vi snakker om at det er mangel på energi? Grunnen er at energien har gått over i andre former som vi ikke kan dra nytte av. Virkningsgrad er et mål på hvor mye energi vi kan nyttiggjøre/hvor effektiv energioverføringen er.

Energioverføring I naturfag begrenser vi fenomen i naturen, og begrenser oss til det som interesserer oss Energi kan da bare overføres på to måter: Arbeid og varme Med varme mener vi energi som blir overført pga. temperaturforskjell. Går alltid fra stedet med høyest temperatur til stedet med lavest

Kraft, fart og energi i trafikken Sikkerhetsutstyr kan redusere akselerasjonen ved kollisjon Kupeen «krøller» seg sammen Bilbelte og kollisjonspute En sykkelhjelm reduserer kraften på hodet i et sammenstøt Når en bil glir, mister vi muligheten til å styre den ABS-bremser Når farten dobles, blir bremselengden fire ganger så stor