Η Φυσική στην Α΄ Λυκείου
Η ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ 14.
Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ
ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΕΤΑΙ
Κι αυτό είναι
κάτι που συμβαίνει
άλλοτε πιο
ΓΡΗΓΟΡΑ κι άλλοτε ΠΙΟ ΑΡΓΑ
Πώς περιγράφεται στη
Φυσική το
«πόσο γρήγορα
ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΕΤΑΙ η ΕΝΕΡΓΕΙΑ» ;
Υπάρχει
κάτι όπως η ταχύτητα ;
Οι φυσικοί έχουν
επινοήσει μια έννοια
που
θυμίζει την ταχύτητα,
αν
και ως μέγεθος είναι μονόμετρο. Είναι
η έννοια ΙΣΧΥΣ
Με
την τιμή της περιγράφει το «πόσα τζάουλ μεταβιβάζονται σε κάθε δευτερόλεπτο»
Ορίζεται
συνεπώς από το πηλίκο
μιας
ποσότητας ενέργειας μεταβιβαζόμενης σε χρονικό διάστημα t, δια του χρονικού διαστήματος t .
στη γλώσσα των
συμβόλων
Το
γράμμα Ρ είναι το αρχικό της αγγλικής λέξης POWER
Υποθέτω ότι μονάδα μέτρησης
της ισχύς είναι
το
ένα τζάουλ ανά δευτρόλεπτο
Είναι
σωστό αυτό που σκέφτηκες . . ..
Βέβαια
στην ελληνική γλώσσα είναι
ονομαστική
η ΙΣΧΥΣ , γενική της ΙΣΧΥΟΣ
Το ένα τζάουλ ανά
δευτερόλεπτο λέγεται
ΕΝΑ
Watt, ένα γουότ. Στην Ελλάδα
έχει
επικρατήσει να λέγεται ΕΝΑ ΒΑΤ.
Συμβολίζεται
με 1 W.
Είπαμε
ότι με το γράμμα W συμβολίζουμε το ΕΡΓΟ.
Τώρα πρέπει να συμβολίζουμε και τη μονάδα ΙΣΧΥΟΣ ;
Έχεις δίκιο . . Αυτό μπορεί να δημιουργήσει
σύγχυση .
Αλλά
πρέπει να ξεχωρίζουμε ότι το ένα παριστάνει την ΕΝΝΟΙΑ ΕΡΓΟ
και το άλλο τη μονάδα μέτρησης της ΙΣΧΥΟΣ
Watt είναι το όνομα
κάποιου
άλλου σημαντικού φυσικού ;
Όχι ακριβώς.
Ο
Σκοτσέζος James Watt
ήταν
ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ .
Το
1765 κατασκεύασε
μια πρωτοποριακή
μηχανή
ατμού
η
οποία εξελίχθηκε σε έναν
από
τους μεγάλους
πρωταγωνιστές
της
Βιομηχανικής Επανάστασης
τι θα πει
«
λαμπτήρας 60 βατ » ;
Σημαίνει
ότι
εάν λειτουργήσει στο
δίκτυο της ΔΕΗ
θα
μεταβιβάζεται
σε
αυτόν -
από το δίκτυο - ενέργεια
60 τζάουλ το δευτερόλεπτο
τι θα πει
«
το αυτοκίνητο βγάζει 80 άλογα » ;
Σημαίνει
ότι
η μηχανή τοu
μπορεί
να μεταβιβάσει στο όχημα ΕΝΕΡΓΕΙΑ
80
x 746 = 59680 τζάουλ
το
δευτερόλεπτο
Αν
κατάλαβα καλά
πολλαπλασιάζουμε επί 746
γιατί
«ένα άλογο είναι 746 βατ»
πράγματι
1
HP ( ένας ίππος ) = 746 W
Έχω καταλάβει ότι η
μεταβίβαση ενέργειας,
το
έργο, σχετίζεται με δύναμη και μετατόπιση
Η
ΙΣΧΥΣ έχει σχέση με την ασκούμενη ΔΥΝΑΜΗ ;
Υποθέτουμε
ότι σε ένα κινούμενο υλικό σημείο
ασκείται
ΔΥΝΑΜΗ και ότι η δράση αυτής της δύναμης
συνεπάγεται «μεταβίβαση ενέργειας» και ισχύ Ρ
Σε
περίπτωση που η ασκούμενη δύναμη F
έχει την κατεύθυνση της
ταχύτητας υ
του
υλικού σημείου αποδεικνύεται ότι
Πώς
αποδεικνύεται ; Εμείς μπορούμε να το αποδείξουμε ;
Για
την ειδική περίπτωση που η κίνηση γίνεται με σταθερή ταχύτητα
μπορείτε να κάνετε μια
απόδειξη.
Αν
υποθέσουμε ότι στο κινούμενο αντικείμενο
εκτός
από τη δύναμη F ασκούνται και άλλες δυνάμεις
-
καθεμιά από τις οποίες ίσως «ευθύνεται» με μεταβίβαση ενέργειας-
μπορούμε
να εστιάσουμε στην ενέργεια που μεταβιβάζεται με την ευθύνη μόνο της F
Η
ενέργεια αυτή θα είναι W = Fx, άρα
η αντίστοιχη ισχύς Ρ = Fx/t
και
εφόσον η κίνηση γίνεται με σταθερή
ταχύτητα υ Ρ = Fυ.