Fizika - 9. évfolyam | Sulinet Tudásbázis

Tananyag választó:

Az a súlyemelő, aki éppen gyakorlatához készülve tartja a súlyt, majdnem megszakad az erőlködéstől, munkát azonban nem végez. Erőkifejtés van (legalább 2000 N), elmozdulás azonban most nincs. A következő pillanatban kezdi meg a felállást. Mennyi a munkavégzése ezen az irdatlan nagy, m tömegű súlyon, miközben felemeli ebből a helyzetből h magasságba? Innen már nem kell, sőt nem is tud sietni, lassan, szinte egyenletesen emeli, mondhatjuk azt, hogy a teher mozgási energiája jó közelítésben nem változik. Két erő hat a testre, az nehézségi erő lefelé és az F emelőerő felfelé. Ha a gyorsulást nullának vesszük, akkor a dinamika alaptörvénye szerint,

, tehát

Így a munkavégzés a teher emelése során:

Az mennyiséget helyzeti (potenciális) energiának nevezzük.

Súlyemelés

Helyzeti energia

Felemelünk egy testet a talajról egy bizonyos magasságba. Például föltesszük az 1 m magas asztalra a 4 kg tömegű táskát, vagy erősítés közben "kinyomunk" 1,2 m magasra egy 25 kg tömegű súlyzót. Ezekben az esetekben úgynevezett emelési munkát végzünk. A tanult összefüggést alkalmazva:

Emelés során a testek magasabbra kerültek, olyan helyzetbe, hogy ha ezután engedjük őket leesni, akkor valaminek nekiütközve képesek azt elmozdítani, deformálni vagy felmelegíteni. Röviden: helyzetükből adódóan munkát tudnak végezni. Ha egy test olyan állapotba kerül, melynek következtében munkavégzésre képes, akkor azt mondjuk, hogy energiája van, energiával rendelkezik. Az ilyen állapot mindig valamilyen korábbi munkavégzés eredménye.

Emelési munkánk eredményeként tehát a táska és a súlyzó olyan helyzetbe kerültek, hogy munkavégzésre képesek, rendelkeznek energiával. Az emelési munka során kapott energiát helyzeti energiának nevezzük. A helyzeti energia pontosan egyenlő azzal a munkával, amelyet a tárgy felemelésekor kellett végezni.

Emelési munka, helyzeti energia

Az olyan erőket, melyek munkavégzése csak a kezdő- és a végponttól függ, konzervatív erőknek nevezzük. Ilyen tehát a nehézségi erő is. De ne gondoljuk, hogy minden erő ilyen! Például a súrlódási erő nem konzervatív. Ezt könnyű belátni, hiszen súrlódásos felületen mozgatva egy testet két pont között, nyilván több munkát végzünk, ha hosszabb úton haladunk.