Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Práca, energia a výkon

Potenciálna energia

Energia má veľa foriem, napríklad mechanickú, tepelnú, elektrickú, chemickú či jadrovú.

Mechanická energia, má dve zložky: potenciálnu a kinetickú.

Potenciálna energia je energia, ktorú má teleso vďaka svojej polohe v tiažovom poli Zeme. Čím je teleso vyššie, tým väčšiu potenciálnu energiu má. Vzťah je:

Ep=m⋅g⋅hE_{\mathrm{p}} = m \cdot g \cdot h

Tu je mm hmotnosť telesa, gg je tiažové zrýchlenie a hh je výška telesa nad takzvanou nulovou hladinou. Jednotkou je opäť joule.

Nulová hladina je úroveň, od ktorej meriame výšku hh, a tým pádom úroveň, na ktorej je potenciálna energia rovná nule (Ep=0E_{\mathrm{p}} = 0).

Kde si tú nulu zvolíme, je čisto na nás. Najčastejšie volíme za nulovú hladinu povrch Zeme, ale teoreticky to môže byť hocičo: povrch stola, podlaha v miestnosti, dno studne, alebo aj stred Zeme.

Dôležité je, že nás nezaujímajú absolútne hodnoty potenciálnej energie, ale rozdiely medzi dvoma polohami, a tie vyjdú rovnako bez ohľadu na to, kde si nulu zvolíme. Preto si ju jednoducho zvolíme tam, kde sa nám to pri konkrétnej úlohe najlepšie hodí.

Potenciálna energia je skalárna veličina, nemá smer, len veľkosť.

Práca, ktorú vykoná tiažová sila pri presune telesa, sa rovná úbytku potenciálnej energie:

W=ΔEp=Ep1−Ep2W = \Delta E_{\mathrm{p}} = E_{\mathrm{p}1} - E_{\mathrm{p}2}

Táto práca nezávisí od tvaru trajektórie, po ktorej teleso prejde z bodu A do bodu B. Či pôjde teleso priamou cestou, alebo nejakou zložitou krivkou, pokiaľ má rovnaký rozdiel výšok, vykoná sa rovnaká práca. Záleží len na počiatočnej a koncovej výške.

Dve rôzne trajektórie z bodu A do bodu B s rovnakým rozdielom výšok. Práca tiažovej sily je v oboch prípadoch rovnaká, lebo závisí len od výšky.