5 fizikas fakti, kuri tev patiks. [7]10
"Nederīgā" darba darītāji
Dažādu dzinēju radītais vilcējspēks ir vērsts kustības virzienā. Berzes spēks un pretestības spēks ir vērsti kustībai pretējā virzienā. Arī tie viec darbu, piemēram, apstādina velosipēdu, kura pedāļus nemin. Taču no praktiskā viedokļa tas nav lieterīgs darbs, jo neveicina kustību.
Zirgspēja
Agrāk, kad vēl neizmantoja mehāniskos dzinējus, galvenais smaga darba darītājs bija zirgs. Dž. Vats 18. gadsimta beigās izmērīja, cik lielu jaudu spēj attīstīt spēcīgs zirgs, un ieviesa jaudas vienību - zirgspēju (ZS). Vēlāk skaitlis tika nedaudz izmainīts, un mūsdienās pieņemts, ka 1 ZS = 736 W. Faktiski zirgs nespēj visu darba dienu strādāt ar tik lielu jaudu. Reāli zirga vidējā jauda ir aptuveni divas reizes mazāka.
Potenciālās enerģijas aprēķināšana
Noskaidrosim, kā iegūta potenciālās enerģijas formula. Svarīgi ir saprast, ka, paceļot ķermeni, uzkrātā enerģija ir tikpat liela, cik liels ir padarītais darbs. Vienmērīgi paceļot ķermeni, ir jāpārvar Zemes gravitācijas spēks, kas ir vienāds ar ķermeņa svaru Fgrav = mg. Paceļot ķermemi augstumā h, tiek veikts darbs A = Fgrav *h = mgh. Potenciālā enerģija Ep ir vienāda ar veikto darbu A. Iegūstam, ka Ep = mgh.
Enerģijas maiņa šūpolēs
Iespējamas situācijas, kad potenciālā enerģija periodiski pārvēršas kinētiskajā enerģijā un atpakaļ. Tas notiek, piemērma, svārstoties svārtsam. Arī šūpoles ir svārsts. Lai šūpotos šūpolēs, sākumā tās jāpaceļ uz augšu, piešķirot šūpolēm potenciālo enerģiju. Tad šūpoles sāk kustēties uz leju un potenciālā enerģija pārvēršas kinētiskajā enerģijā. Kad šūpoles atrodas viszemākajā punktā, kinetiskā enerģija ir maksimāla, bet potnciālā enerģija - nulle. Kad šūpoles atrodas visaugstākajā punktā, enerģiju sadalījums ir pretējs. Tā šis process atkārtojas un var turpināties ilgu laiku.
Mūžīgais dzinējs
Cilvēki ļoti gribētu iegūt enerģiju ne no kā! Tad mehānisms varētu darboties bez enerģijas avota un nekad neapstātos. Turklāt tā darbināšana neko neizmaksātu. Šī doma jau daudzus gadsimtus pavada izgudrotājus, kas mēģina izgudrot mūžīgo dzinēju. Piemēram, ja pie riteņa ar eņģēmpiestiprina plāksnītes atveras, bet otrā pusē tās piekļaujas ritenim klāt. Riteņa nelīdzsvarotības dēļ tam vajadzētu visu laiku griezties. Diemžēl dabā nekas "nav par velti". Enerģija, kas nepieciešama darba veikšanai, no kaut kurienes ir jāņem. Iegriežot riteni, tam tiek piešķirta noteikta kinētiskā enerģija , taču tā tiek patērēta berzes spēka pārvarēšanai , un ritenis pakāpeniski apstājas. Zinātnei attīstoties un dziļāk izprotot dabas norises, jau kopš 1775. gada Francijas Zinātņu akadēmija neizskata mūžīgo dzinēju projektus. Tāpat dara arī zinātniskās iestādes citur pasaulē.