Temat

Moc jako szybkość wykonywania pracy

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

III. Energia. Uczeń:

1) posługuje się pojęciem mocy wraz z jej jednostką; stosuje do obliczeń związek mocy z pracą i czasem, w którym została wykonana.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Kształcenie myślenia analitycznego.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Kształcenie umiejętności definiowania wielkości fizycznej.

2. Wprowadzenie pojęcia mocy.

3. Stosowanie pojęcia mocy w sytuacjach typowych.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- definiuje pojęcie mocy,

- wyznacza moc w typowych sytuacjach.

Metody kształcenia

1. Uczenie się przez obserwację.

2. Uczenie się przez stosowanie poznanych reguł.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca grupowa.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Jak definiujemy pracę w fizyce?

Kiedy praca jest wykonywana?

Czy wykonana praca zależy od szybkości wykonania pracy?

Wniosek:

Takie same prace mogą być wykonywane w różnym czasie.

Realizacja lekcji

Definicja:

Moc jest to wielkość fizyczna wyrażona liczbowo jako iloraz pracy i czasu jej wykonania:

Symbolicznie:

gdzie:
P - moc,
W - wykonana praca,
t – czas, w którym praca ta została wykonana.

Moc wyrażamy w W (wat):

Moc informuje nas o tym:
- jaka praca jest wykonywana w ciągu sekundy,
- jak szybko jest wykonywana ta praca.

Uwaga:
Jeżeli praca nie jest wykonywana jednostajnie, to powyższy wzór można wykorzystać do wyznaczenia mocy średniej.

Polecenie
Otwórz aplet i przesuwając ciężarek zbadaj z jaką mocą wykonujesz pracę:

[Geogebra aplet]

1) Przesuwaj ciężarek o takiej samej masie na taką samą odległość w bardzo długim czasie oraz bardzo krótkim czasie. Kiedy pracujesz większą mocą?
2) Przesuwaj ciężarki o różnych masach na taką samą odległość w takim samym czasie. Kiedy pracujesz większą mocą?
3) Jaką moc pokazuje okienko programu?

Polecenie
Co to znaczy, że jakieś urządzenie ma większą moc niż drugie? Udzielając odpowiedzi rozważ dwa możliwe przypadki.

Polecenie
Siłacz podniósł sztangę o ciężarze 1500 N na wysokość 2 m.
1) Jaką pracę wykonał siłacz?
2) Jaką mocą wykonywał pracę, jeżeli podnoszenie sztangi odbyło się w czasie 10 sekund?

Polecenie
Maksymalna moc silnika samochodu osobowego wynosi 40 kW, natomiast ciężarówka jest napędzana silnikiem o mocy maksymalnej 240000 W. Podczas wjeżdżania pod górę silniki obydwu samochodów pracują pełną mocą. Silnik samochodu osobowego wykonał pracę W w czasie 60 sekund.
1) Taką samą pracę silnik samochodu ciężarowego wykonuje w czasie ... sekund.
2) Po 2 minutach pracy silnik samochodu ciężarowego wykonał pracę ... razy większą niż silnik samochodu osobowego.

Odpowiedź:
1) 10 s,
2) 6 razy.

Podsumowanie lekcji

Moc jest to iloraz pracy wykonanej przez jakieś urządzenie lub osobę, do czasu, w którym praca ta została wykonana.
Pierwsze urządzenie pracuje większą mocą niż drugie, gdy:
1) w tym samym czasie wykonuje większą pracę,
2) taką samą pracę wykonuje w krótszym czasie.