Ανδρέας
Ιωάννου Κασσέτας
Η Φυσική στη B΄ Γυμνασίου.
Η
ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ 8.
Τον αιώνα που
ακολούθησε τη γέννηση της Φυσικής
η έννοια ΔΥΝΑΜΗ
κράτησε τον ρόλο της πρωταγωνίστριας
η κυριαρχία
της διατηρήθηκε για 150 περίπου χρόνια,
μέχρι που
εμφανίστηκε η καινούρια «βασιλοπούλα» .
.
Στην
οικοδόμησή της συνέβαλε ένα από «παιδιά» της ΔΥΝΑΜΗΣ,
η έννοια ΕΡΓΟ
Η φύση δεν
τσιγκουνεύεται τις δυνάμεις
μας επιτρέπει να
τις μεγαλώνουμε όσο θέλουμε.
Με ένα μοχλό
λόγου χάρη
ασκούμε στο ένα
του άκρο
δύναμη 10 Ν
και στο άλλο άκρο
η δύναμη είναι 120 Ν
τη δύναμη τη μεγαλώσαμε 12 φορές
ωστόσο
για να
μετατοπίσουμε το κιβώτιο κατά 2 cm πρέπει
να μετατοπίσουμε
το άλλο άκρο του μοχλού κατά 24 cm
Η δασκάλα η
ΕΜΠΕΙΡΙΑ μας διδάσκει ότι
για να
δωδεκαπλασιάσουμε τη ΔΥΝΑΜΗ
χρειάζεται να
δωδεκαπλασιάσουμε τη ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ
Το γινόμενο «δύναμη επί μετατόπιση»
στο
ένα άκρο θα είναι 240 Νcm
,
στο άλλο άκρο
θα είναι επίσης 240 Ncm
Οι διατάξεις που
έχουμε επινοήσει
για να μας μεγαλώνουν τις δυνάμεις
λέγονται ΜΗΧΑΝΕΣ.
Μια σανίδα που θα
χρησιμοποιήσουμε
για να ανεβάσουμε
το βαρύ αντικείμενο με λιγότερη δύναμη,
ο μοχλός,
το μπουζόκλειδο,
η πένσα,
ο γρύλος,
ο λοστός,
το γαλλικό κλειδί
, όλα αυτά τα εργαλεία θεωρούνται απλές μηχανές
αλλά, ενώ, με μια μηχανή, μπορούμε να μεγαλώσουμε
μια δύναμη,
καμία μηχανή δεν μπορεί να μας μεγαλώσει το
γινόμενο
« δύναμη επί μετατόπιση »
Για τη Φυσική
το γινόμενο
«δύναμη επί μετατόπιση»
αποτελεί
ποσότητα
μεταβιβαζόμενης ενέργειας
Λέγεται και
ΕΡΓΟ της δύναμης.
Το
ΕΡΓΟ μιας δύναμης
συμβολίζεται με το γράμμα W
Αν συμβολίσουμε τη ΔΥΝΑΜΗ
με το γράμμα F και τη ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ με x
Η μονάδα μέτρησης
είναι το ένα τζάουλ, γράφεται 1 J
πόσο είναι
ένα
τζάουλ ;
Αν η ασκούμενη δύναμη
είναι
ένα νιούτον
και
το σώμα μετατοπίζεται κατά ένα μέτρο
το
έργο είναι ένα τζάουλ
τζάουλ, είναι
το
όνομα
κάποιου
φυσικού ;
ο James Prescott JOULE- Τζέημς Πρέσκοτ Τζάουλ ,
γεννημένος στο
Μάντσεστερ το 1818 ,
ήταν ένας από
βασικούς θεμελιωτές της έννοιας ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Στο Δημαρχείο
του Μάντσεστερ
υπάρχει
το άγαλμά του
η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΕΤΑΙ
άλλοτε πιο
ΓΡΗΓΟΡΑ
κι άλλοτε ΠΙΟ ΑΡΓΑ
Εκείνος μεταβιβάζει 300 τζάουλ σε 6 δευτερόλεπτα.
Εύκολα
συμπεραίνουμε ότι μεταβιβάζει
50 τζάουλ το
δευτερόλεπτο
.
Εκείνη
μεταβιβάζει 240 τζάουλ σε 4 δευτερόλεπτα
άρα 60 τζάουλ σε
κάθε δευτερόλεπτο
Εκείνη παρουσιάζει μεγαλύτερη ικανότητα
στο « πόσο
γρήγορα μεταβιβάζει ενέργεια » .
Οι φυσικοί και οι μηχανικοί λένε ότι
στη μεταβίβαση εκείνης είναι μεγαλύτερη η ΙΣΧΥΣ
Υποθέτω
ότι μονάδα μέτρησης της ισχύος
είναι
το ένα τζάουλ ανά δευτερόλεπτο
Είναι σωστό αυτό
που σκέφτηκες . . ..
Το ένα τζάουλ ανά
δευτερόλεπτο λέγεται
ΕΝΑ Watt, ένα γουότ. Στην Ελλάδα έχει επικρατήσει
να λέγεται ΈΝΑ 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 υποθέτω
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
«
το αυτοκίνητο
βγάζει
80 άλογα » ;
Σημαίνει
ότι
η
μηχανή τοu
μπορεί
να
μεταβιβάσει στο όχημα ΕΝΕΡΓΕΙΑ
80 x
746 = 59680 τζάουλ
το δευτερόλεπτο
υποθέτω ότι
πολλαπλασιάσατε επί 746
γιατί
ένα άλογο είναι 746 βατ
πράγματι
1
HP ( ένας ίππος ) είναι
746 W
Toyota Corolla 126 hp
2006 Honda
Civic140 hp
Chevrolet 285 hp
Γιατί λέμε ΜΕΤΑΒΙΒΑΖΟΜΕΝΗ
ενέργεια ;
Υπάρχει
και ενέργεια που δεν είναι μεταβιβαζόμενη ;
Το ΕΡΓΟ
είναι μορφή μεταβιβαζόμενης ενέργειας
Το
ίδιο ισχύει και για τη ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ που θα συναντήσουμε αργότερα
Υπάρχει
όμως και ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΜΕΝΗ σε ένα σώμα
όπως
η δυναμική, η κινητική, η χημική, η πυρηνική