Start › Klasy › Fizyka — Klasa 1 LO › Moc i sprawność

Moc i sprawność

Fizyka — Klasa 1 LO — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 1

Moc i sprawność (klasa 1 LO)

Moc

$P=\frac{W}{t}=F v$.

Sprawność

$\eta=\frac{W_{uzyt}}{W_{wloz}}\cdot100\%$.

Straty

Zawsze $\eta\lt 100\%$ — część energii przechodzi w ciepło.

∑Wzory 3

Moc i sprawność (klasa 1 LO)
$$P=\dfrac{W}{t}=F v,\qquad \eta=\dfrac{W_{u}}{W_{w}}$$

Co liczy: moc oraz sprawność urządzenia.

Praca i moc
$$W = Fs\cos\alpha, \quad P = \frac{W}{t}$$

Do czego służy: Praca mierzy efektywne działanie siły — liczy się tylko składowa siły wzdłuż ruchu. Moc to szybkość wykonywania pracy.

Zmienne

  • $W$ — praca (J = N·m)
  • $F$ — siła (N)
  • $s$ — droga (m)
  • $\alpha$ — kąt między wektorem siły a wektorem przemieszczenia
  • $P$ — moc (W = J/s)
  • $t$ — czas (s)

Trzy ważne przypadki kąta

  • $\alpha = 0°$: $\cos 0° = 1$ → $W = Fs$ (siła i ruch w tym samym kierunku)
  • $\alpha = 90°$: $\cos 90° = 0$ → $W = 0$ (siła prostopadła do ruchu — zero pracy!)
  • $\alpha = 180°$: $\cos 180° = -1$ → $W = -Fs$ (siła hamuje → praca ujemna)

Przykład

Ciągniemy walizkę siłą 50 N pod kątem 30° do poziomego podłoża przez 10 m. Praca?

  1. $W = 50 \cdot 10 \cdot \cos 30° = 500 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 433 \text{ J}$

⚠️ Częsty błąd: Dźwig unosi ciężar pionowo (praca = $mgs$), ale jeśli ciężar jedzie poziomo na przenośniku taśmowym — grawitacja nie wykonuje pracy ($\alpha = 90°$)!

Sprawność urządzenia
$$\eta = \frac{W_{\text{użyteczna}}}{W_{\text{dostarczona}}} \cdot 100\%$$

Do czego służy: Ocena efektywności urządzenia — jaka część dostarczonej energii jest rzeczywiście wykorzystana, a jaka zmarnowana (np. na ciepło).

Zmienne

  • $\eta$ (eta) — sprawność (w ułamku lub procentach, zawsze $0 \leq \eta \leq 1$)
  • $W_{\text{użyteczna}}$ — praca/energia użyteczna (J)
  • $W_{\text{dostarczona}}$ — całkowita energia wejściowa (J)
  • Straty: $W_{\text{straty}} = W_{\text{dostarczona}} - W_{\text{użyteczna}}$

Sprawność różnych urządzeń

  • Żarówka tradycyjna: ok. 5% (reszta to ciepło)
  • Silnik spalinowy: 25–40%
  • Silnik elektryczny: 85–98%
  • Żaden silnik nie osiąga 100% (II zasada termodynamiki)

Przykład

Dźwig pobiera 5000 J energii i unosi ciężar o $E_p = 3500$ J. Sprawność?

  1. $\eta = \frac{3500}{5000} = 0{,}70 = 70\%$

⚠️ Częsty błąd: Sprawność nigdy nie może przekroczyć 100%! Jeśli wychodzi więcej niż 100% — masz błąd w obliczeniach lub przekręcone dane (licznik i mianownik odwrotnie).

🧩Quizy 1

✍Zadania dodatkowe 4

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Dźwig podniósł ładunek, wykonując pracę $40\,000\ \text{J}$ w ciągu $20\ \text{s}$. Oblicz jego moc.

Zadanie nr 2

Silnik pobiera moc $1000\ \text{W}$, a moc użyteczna wynosi $800\ \text{W}$. Oblicz sprawność silnika.

Zadanie nr 3

Człowiek o mocy $150\ \text{W}$ wchodzi po schodach, wykonując pracę $4500\ \text{J}$. Ile czasu to zajmie?

Zadanie nr FZ05.6

Samochód o masie $1200$ kg jedzie ze stałą prędkością $20\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$, pokonując opory o wartości $600$ N. Oblicz moc silnika oraz jego sprawność, jeżeli silnik pobiera moc $30$ kW.

📄Zadania z arkuszy 0

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Brak zadań z arkuszy do tego tematu.
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.