OS, 8. razred, tretji test

Test: Tlak, energija

1. Presek manjšega bata hidravličnega dvigala je S₁ = 0,01 m², večjega pa S₂ = 1 m². Fant pritisne na manjši bat s silo F₁ = 100 N.
a) Kolikšen je tlak v olju pod večjim batom? Odgovor ("odkriješ" ga tako, da se z miško postaviš desno od besede Odgovor): Dodatni tlak zaradi sile F₁ je p = F₁/S₁ = 10 000 Pa.
b) Kolikšen je tlak v olju pod večjim batom? (večji, enak, manjši?) Odgovor: Enak. Dodatni tlak, ki ga povzroči fant, se namreč prenese po celi tekočini, ki je v cilindru med batoma.
c) Kolikšna je največja teža avtomobila, ki ga bo fant lahko z dvigalko dvigni? Odgovor: Zaradi dodatnega tlaka pritiska tekočina na drugi bat s silo F₂ = p*S₂ = 10 000 N. Tolikšna sme biti največ teža avtomobila, ki ga lahko fant dvigne.

2. Izpolni preglednico, ki velja za hidrostatični tlak v posodi z oljem. Zračnega tlaka ne upoštevaj. Gostota olja je 800 kg/m³.
Odgovor: Hidrostatični tlak je p = ρ * g * h = 800 kg/m³ * 10 m/s² * 0.1 m = 800 Pa. Ostale rezultate preveri v tabeli.

h (m)	p (N/m2)
0	0
0,1	800
0,2	1600
0,3	2400

3. Leseno kocko z robom 1 dm in gostoto 0,5 kg/dm³ daš v vodo.
a) Izračunaj maso in zapiši težo kocke! Odgovor (računsko): m = ρ * V = 0,5 kg/dm³ * (1 dm)³ = 0,5 kg. Teža kocke je 10 N.
b) Kolikšen vzgon deluje na plavajočo kocko? Kocka na vodi plava. Potopljena je toliko, da je vzgon enak teži kocke. Zato je vzgon enak 5 N.
c) Koko globoko se kocka potopi v vodo? Prej smo ugotovili, da je vzgon enak 5 N. Specifična teža vode je 10 N/dm³. Vzgon je po velikosti enak teži izpodrinjene kapljevine. To je produktu specifične teže (ali gostote krat težni pospešek) kapljevine v katero je telo potopljeno, in prostornini potopljenega dela. Vidimo, da bo vzgon v vodi enak 5 N, če potopimo 0,5 dm³ telesa. To je natanko polovico prostornine naše kocke. Torej se kocka potopi 5 cm.

4. Martin dvigne s pritrjenim škripcem 5 N težko breme 2 m visoko. Vrv vleče s silo 8 N. Uporabi izrek o kinetični in potencialni energiji ter izračunaj spremembo obeh energij!
Odgovor: Izrek o kinetični in potenciali energiji pravi, da je delo vseh sil, ki delujejo na telo (razen teže) enako spremembi kinetične in potencialne energije. V tem primeru na telo (=breme) deluje sila 8 N na poti 2 m. Zato je delo, ki ga opravi ta sila, enako A = 16 J. Telo ima težo 5 N. Ker smo ga dvignili za 2 m, je sprememba potencialne energije enaka Δ W_p 10 J.
Iz izreka o kinetični in potencialni energiji sledi, da je sprememba kinetične energije enaka Δ W_k = A - Δ W_p = 16 J - 10 J = 6 J.

5. Marička lahko dvigne 500 N težko vrečo cementa 2 m visoko s pritrjenim škripcem, z gibljivim škripcem ali brez orodja. Dopolni tabelo.
Gibljivi škripec:

	Pritrjeni škripec	Gibljivi škripec	Brez orodja
Teža bremena	500 N	500 N	500 N
Pot bremena	2 m	2 m	2 m
Sila roke	500 N	250 N	500 N
Pot roke	2 m	4 m	2 m
Opravljeno delo	1000 J	1000 J	1000 J

6. Opiši "zlato" pravilo dela z orodji.
Odgovor: "Zlato" pravilo dela z orodji (orodja poganja le človek s svojimi mišicami) pravi, da nam orodja delo le olajšajo, a ga NE ZMANJŠAJO! Npr.: če nismo dovolj močni, da bi dvignili 500 N težko vrečo kakor Marička v prejšnji nalogi, si lahko pomagamo z gibljivim škripcem. Vlekli bomo z manjšo silo, a na dvakrat daljši poti.

7. Dopolni:
Potencialna energija telesa je odvinsa od njegove višine in teže
Kinetična energija telesa je odvisna od njegove hitrosti in mase .