Na wyrywki- Zadanie Na wyrywki: NOWE Odkryć fizykę 2. Karty pracy ucznia zakres podstawowy

Rozwiązanie

Ilość energii, jaką można uzyskać z płynącej wody w określonym czasie, zależy od wysokości, z jakiej spada, ponieważ im większa wysokość, tym większą energię ma jednostka objętości wody. Zależy ona również od ilości wody, gdyż im więcej objętości przepływa, tym więcej energii uzyskujemy. Analogicznie energia dostarczana przez prąd rośnie wraz z jego natężeniem, czyli liczbą ładunków przepływających w jednostce czasu.
Moc dostarczona przez prąd elektryczny zależy od napięcie elektrycznego i natężenia prądu.
Jednostką mocy jest watt: $1 W = 1 \frac{J}{s}$ . Jednostką natężenia prądu jest amper: $1 A = 1 \frac{C}{s}$ . Jednostką napięcia jest wolt: $1 V = 1 \frac{J}{C}$ , a jego moc obliczamy korzystając z zależności:

MOC PRĄDU ELEKTRYCZNEGO

Moc prądu elektrycznego (urządzenia elektrycznego) obliczamy, korzystając ze wzoru:

$P = U I$

gdzie:

$P$ - moc prądu elektrycznego,

$U$ - napięcie elektryczne,

$I$ - natężenie prądu elektrycznego.

Zgodnie z powyższym wzorem jeśli zwiększymy dwukrotnie napięcie oraz natężenie prądu to moc wzrośnie czterokrotnie.
Energia elektryczna pobrana przez urządzenie jest równa pracy wykonanej przez prąd. Możemy ją obliczyć, korzystając ze wzoru:

PRACA PRĄDU ELEKTRYCZNEGO

Pracę prądu elektrycznego (urządzenia elektrycznego) obliczamy, korzystając ze wzoru:

$W = U I t$

gdzie:

$W$ - wykonana praca,

$U$ - napięcie elektryczne,

$I$ - natężenie prądu elektrycznego,

$t$ - czas, w jakim jest wykonywana praca.

Jak widzimy, wzór na pracę prądu możemy uprościć, korzystając ze wzoru na moc. Wówczas otrzymujemy

$W = P t$

Jak mówiliśmy, ta praca jest równa energii zużytej przez urządzenie, więc możemy zapisać:

$E = P t$

gdzie:

$E$ - zużyta energia elektryczna.

Możemy zapisać wzór na zużytą energię dla suszarki do włosów:

$E_{s} = P_{s} t_{s}$

gdzie:

$E_{s}$ - energia elektryczna zużyta przez suszarkę,

$P_{s}$ - moc suszarki,

$t_{s}$ - czas działania suszarki.

Dla odkurzacza:

$E_{o} = P_{o} t_{o}$

gdzie:

$E_{o}$ - energia elektryczna zużyta przez odkurzacz,

$P_{o}$ - moc odkurzacza,

$t_{o}$ - czas działania odkurzacza.

Załóżmy, że oba urządzenia zużyją tę samą ilość energii. Wówczas możemy zapisać:

$E_{o} = E_{s}$

$P_{o} t_{o} = P_{s} t_{s}$

Korzystając z powyższej zależności, możemy obliczyć, przez ile czasu musiałby pracować odkurzacz, aby zużyć taką samą ilość energii elektrycznej co suszarka. W tym celu przekształcamy powyższe równanie:

$P_{o} t_{o} = P_{s} t_{s} ∣ : P_{o}$