ogarniam.edu.pl Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Energiaklasa 7 · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/sp/7/fizyka/energia-mechaniczna-i-zasada-jej-zachowania/

Fizyka · Energia · kl. 7

Energia mechaniczna i zasada jej zachowania

Energia to zdolność do wykonania pracy. Zobacz, jak spadająca piłka zamienia energię potencjalną w kinetyczną.

ok. 3 min czytania10 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Energia i praca

  • Energia to zdolność ciała do wykonania pracy. Mierzymy ją w dżulach (J), tak jak pracę.
  • Praca wykonana nad ciałem zmienia jego energię: ΔE = W (Δ – zmiana). Podnosząc plecak, zwiększasz jego energię.

2Rodzaje energii mechanicznej

  • Energia potencjalna grawitacji – ma ją ciało uniesione nad wybrany poziom odniesienia (np. podłogę).
Zapamiętaj

Ep = m · g · h

  • Ep – energia potencjalna [J]; m – masa [kg]; g ≈ 10 N/kg; h – wysokość nad poziomem odniesienia [m].
  • Energia kinetyczna – ma ją każde ciało w ruchu.
Zapamiętaj

Ek = m · v2 przez 2

  • Ek – energia kinetyczna [J]; m – masa [kg]; v – prędkość [m/s], a v2 = v · v. Dwa razy większa prędkość daje cztery razy większą Ek.
  • Energia potencjalna sprężystości – ma ją ciało odkształcone sprężyście: napięty łuk, ściśnięta sprężyna.
  • Energia mechaniczna to suma: E = Ep + Ek.
Sprawdź, czy rozumiesz

Jak zmieni się energia kinetyczna, gdy prędkość ciała wzrośnie dwukrotnie?

3Zasada zachowania energii mechanicznej

  • Bez tarcia i oporu powietrza energia mechaniczna jest stała – zmienia się tylko jej postać.
  • Spadająca piłka traci Ep, a zyskuje tyle samo Ek. Rzucona w górę – w najwyższym punkcie na chwilę staje (Ek = 0).
  • Huśtawka i wahadło: w skrajnych położeniach Ek = 0, a w najniższym punkcie Ek jest największa.
h5 mv = 0Ep = 25 JEk = 0 J2,5 mEp = 12,5 JEk = 12,5 J0 mv = 10 m/sEp = 0 JEk = 25 JEp + Ek = 25 J w każdym punkcie
Spadająca piłka: Ep zamienia się w Ek
  • Przy tarciu część energii mechanicznej zamienia się w energię wewnętrzną – ciała się nagrzewają. Energia nie znika.
  • Elektrownia wodna: spadająca woda (Ep → Ek) kręci turbiną z prądnicą.
Uwaga na błąd

Zapominanie o kwadracie prędkości: Ek = m · v2 przez 2, a nie m · v przez 2.

4Przykład krok po kroku

  • Dane: piłka o masie m = 0,5 kg spada z wysokości h = 5 m bez oporu powietrza; g ≈ 10 N/kg. Szukane: prędkość v przy ziemi.
  • Na górze: Ep = 0,5 kg · 10 N/kg · 5 m = 25 J, Ek = 0.
  • Przy ziemi: Ek = 25 J, więc 0,5 · v2 przez 2 = 25, czyli v2 = 100.
  • Odpowiedź: v = 10 m/s.
Sprawdź, czy rozumiesz

Kamień spada swobodnie z wysokości 20 m (g = 10 m/s², bez oporu powietrza). Z jaką prędkością uderzy w ziemię?

✎Ściąga: Energia mechaniczna i zasada jej zachowania

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Ep = m · g · h
  • Ek = m · v2 przez 2
  • Energia to zdolność ciała do wykonania pracy. Mierzymy ją w dżulach (J), tak jak pracę.
  • Energia potencjalna grawitacji – ma ją ciało uniesione nad wybrany poziom odniesienia (np. podłogę).
  • Energia kinetyczna – ma ją każde ciało w ruchu.
  • Energia potencjalna sprężystości – ma ją ciało odkształcone sprężyście: napięty łuk, ściśnięta sprężyna.
  • Energia mechaniczna to suma: E = Ep + Ek.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Jaką energię potencjalną ma ciało o masie 2 kg na wysokości 5 m (g = 10 N/kg)?

    1. A50 J
    2. B17 J
    3. C100 J
    4. D10 J
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: 100 J – Ep = m · g · h = 2 kg · 10 N/kg · 5 m = 100 J.

  2. Jaką energię kinetyczną ma ciało o masie 4 kg poruszające się z prędkością 3 m/s?

    1. A12 J
    2. B18 J
    3. C6 J
    4. D36 J
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 18 J – Ek = 4 · 32 przez 2 J = 36 przez 2 J = 18 J.

  3. Jak zmieni się energia kinetyczna, gdy prędkość ciała wzrośnie dwukrotnie?

    1. Anie zmieni się
    2. Bwzrośnie 2 razy
    3. Czmaleje 2 razy
    4. Dwzrośnie 4 razy
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: wzrośnie 4 razy – Ek zależy od v2, a 22 = 4.

  4. Podnosząc ruchem jednostajnym plecak, wykonałeś pracę 60 J. O ile wzrosła energia potencjalna plecaka?

    1. Anie zmieniła się
    2. Bo 6 J
    3. Co 60 J
    4. Do 600 J
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: o 60 J – Praca wykonana nad ciałem jest równa zmianie jego energii: ΔE = W = 60 J.

  5. Energię potencjalną sprężystości ma

    1. Anapięta cięciwa łuku
    2. Bksiążka na półce
    3. Cpiłka leżąca na podłodze
    4. Djadący rower
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: napięta cięciwa łuku – Cięciwa jest odkształcona sprężyście; jadący rower ma energię kinetyczną, a książka na półce – potencjalną grawitacji.

  6. Kamień spada swobodnie z wysokości 20 m (g = 10 m/s², bez oporu powietrza). Z jaką prędkością uderzy w ziemię?

    1. A40 m/s
    2. B20 m/s
    3. C400 m/s
    4. D200 m/s
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 20 m/s – m · g · h = m · v2 przez 2, więc v2 = 2 · 10 · 20 = 400 i v = 20 m/s.

  7. Piłkę rzucono pionowo w górę. W najwyższym punkcie toru

    1. Ajej energia potencjalna jest równa zeru
    2. Bjej energia kinetyczna jest największa
    3. Cjej energia mechaniczna jest równa zeru
    4. Djej energia kinetyczna jest równa zeru
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: jej energia kinetyczna jest równa zeru – Piłka na chwilę się zatrzymuje, więc v = 0 i Ek = 0.

  8. Sanki zjechały z górki i zatrzymały się na płaskim terenie. Co stało się z ich energią mechaniczną?

    1. Anie zmieniła się, bo energia jest zachowana
    2. Bzamieniła się w energię potencjalną sanek
    3. Czniknęła bez śladu
    4. Dzamieniła się w energię wewnętrzną – sanki i śnieg nieco się nagrzały
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: zamieniła się w energię wewnętrzną – sanki i śnieg nieco się nagrzały – Tarcie zamienia energię mechaniczną w wewnętrzną, ale całkowita energia nie znika.

Cały dział „Energia”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Więcej: Fizyka, klasa 7