How does work...work? - Peter Bohacek

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Fordító: Marianna Kustyán Lektor: Zsuzsa Viola

In Physics,

A fizikában a munka és a teljesítmény fogalmak

the concepts of work and power help us understand

sok mindent segítenek megérteni és elmagyarázni a világunkról.

and explain lots of things in our universe.

Let's start with work.

Kezdjük a munkával.

Positive work is the energy we put into a system,

A pozitív munka az az energia, amit a rendszerbe fektetünk be,

and negative work is energy that is transferred out.

a negatív munka pedig a rendszerből kinyert energia.

Think of positive work as money being added to your bank account,

Gondolj úgy a pozitív munkára, mint a számládra érkező pénzre,

and negative work as money taken out.

a negatív munkára pedig mint kivett pénzre.

In the metric system,

Az SI-rendszerben

work and energy are measured in Joules.

a munka és energia mennyiségét joule-ban mérjük.

As an example, let's take a beautiful, old, mechanical grandfather clock.

Vegyünk példának egy gyönyörű, régi, mechanikus ingaórát.

We transfer energy into the clock

Az órába energiát fektetünk, miközben felhúzzuk,

when we turn the crank

to raise the heavy metal cylinders inside the clock.

hogy felemeljük a fémcilindereket az óra belsejében.

When we do this, we are doing positive work,

Mikor ezt tesszük, pozitív munkát végzünk,

adding energy to the clock,

energiát adunk az órának,

and that energy is stored as gravitational potential energy.

és ez az energia gravitációs helyzeti energia formájában raktározódik el.

We can calculate the amount of work done by multiplying the force we apply

A befektetett munka mennyiségét kiszámolhatjuk

az erő és a távolság szorzataként.

times the distance over which we apply the force.

To raise the metal cylinders,

A cilinderek felemeléséhez

we need to apply a force equal to their weight.

a súlyukkal azonos nagyságú erővel kell hatnunk.

That is, equal to the force of gravity

Ez egyenlő a gravitációs erővel,

pulling downward on the cylinders.

amely lefelé húzza a cilindereket.

These cylinders weight 300 Newtons,

Ezek a cilinderek 300 Newtont nyomnak, ami elég nehéz,

which is pretty heavy,

about as much as a small child,

körülbelül mint egy kisgyerek,

and if we lift them 1/2 meter,

és ha felemeljük fél méter magasra,

then we do 300 Newtons

akkor 300 Newton

times 1/2 meter

szorozva fél méter,

or 150 Joules of work.

vagyis 150 Joule munkát végzünk.

Power is the rate at which energy is transferred.

A teljesítmény a munkavégzés mértéke.

When we say rate,

Mikor azt mondjuk, mérték,

we mean the amount of energy transferred

az időegység alatt befektetett energiát értjük.

per unit of time.

In the metric system, power is measured in

Az SI-rendszerben a teljesítmény egysége

Joules per second,

Joule per másodperc,

or Watts.

más néven Watt.

The term Watt goes back to James Watt,

A Watt elnevezés James Wattra vezethető vissza,

who came up with the concept of horsepower

aki a lóerő fogalmát arra a teljesítményre vezette be,

to measure the amount of power

produced by a typical work horse.

amit egy átlagos igásló produkál.

James Watt was a producer of industrial steam engines,

James Watt gőzgépgyáros volt,

and he wanted his potential customers

és azt akarta, hogy az ügyfelei össze tudják hasonlítani gőzgépeit

to be able to make comparisons

between his steam engines and a familiar quanity,

és egy ismert mennyiséget,

the power they could get from a working horse.

azt a teljesítményt, amit egy igásló képes nyújtani.

It was such a useful idea

Ez olyan hasznos ötlet volt,

that the metric system unit for power, the Watt,

hogy az SI-rendszerben a teljesítmény egysége, a Watt,

is named after James Watt.

James Watt után kapta a nevét.

Following in James Watt's footsteps,

James Watt nyomdokait követve

let's compare the amount of power it takes

hasonlítsuk össze a teljesítményt,

to run this grandfather clock

ami szükséges az ingaóra működésbe hozásához azzal,

to the power we'd need to run

amire egy fényes, 100 Wattos villanykörtének van szüksége.

a bright, 100-Watt light bulb.

We can measure the power a person uses

Megmérhetjük az óra felhúzásához szükséges teljesítményt

to wind the clock

by dividing the amount of work they did

a közben végzett munka és az idő hányadosaként.

by the time it took them to do it.

If it takes 1 minute, or 60 seconds,

Hogyha egy percig, azaz 60 másodpercig tart,

to lift the weights,

hogy felemeljük a súlyokat,

then they are doing 150 Joules

akkor a 150 Joule munka, amelyet el kell végezni,

divided by 60 seconds,

osztva a 60 másodperccel,

or 2.5 Joules per second of work.

az 2,5 Joule másodpercenként.

They are adding energy to the clock

Így 2,5 Watt energiát fektetünk az órába.

in the rate of 2.5 Watts.

You would need about 40 times as much

Körülbelül negyvenszer többre lenne szükség

to run a bright, 100-Watt light bulb.

egy 100 Wattos izzó működéséhez.

Before we let the clock run,

Mielőtt elindítanánk az órát,

the energy is stored

az energia helyzeti energiaként van elraktározva a cilinderekben.

as gravitational potential energy of the cylinders.

It's like your bank account

Mint a számládon, ahol pénzt tartasz.

when you have just deposited money.

But if we let the clock run,

De ha elindítjuk az órát,

the cylinders slowly move downward.

a cilinderek lassan lefelé mozognak.

Energy is leaving the clock.

Az energia csökken.

In fact, when the cylinders get to the bottom,

Igazából, mire a cilinderek leérnek az aljára,

all the energy that we put in will have left.

az összes energia, amit befektettünk, átalakult.

So how much power does the clock use?

Szóval mekkora az óra teljesítménye?

That is, how many Joules of energy per second leave the clock

Vagyis mennyi Joule hagyja el az órát másodpercenként,

if it takes 5 days for the cylinders to return to their original position?

ha öt napig tart a cilindereknek visszatérni az eredeti helyzetükbe?

We can figure this out

Erre rá tudunk jönni,

because we already know how much work we did

mivel már tudjuk, mennyi munkát végeztünk,

when we lifted the cylinders:

mikor felemeltük a cilindereket:

150 Joules.

150 Joule-t.

But this time, it took 5 days rather than a minute.

De ezúttal egy perc helyett öt napig tartott.

Five days is 5 times 24

Öt nap az ötször 24,

times 60

szorozva 60-nal,

times 60 again

szorozva 60-nal még egyszer,

or 432,000 seconds.

vagyis 432 000 másodperc.

So we divide the work done by the time

Tehát elosztjuk a munkát az idővel,

and find the answer of about 0.00035 Joules per second,

és megkapjuk a választ: 0,00035 Joule másodpercenként,

or about 0.35 milliwatts.

vagyis 0,35 milliwatt.

That's a tiny amount of power.

Ez nagyon kicsi teljesítmény.

This clock uses so little power

Az órának olyan kicsi a teljesítménye,

that you could run almost 300,000 clocks

hogy szinte 300 000 órát működtethetnénk ugyanannyi teljesítménnyel,

using the same power it takes to run one 100-Watt light bulb.

mint egy 100 Wattos izzó esetében.

That's right, you could run a clock in every house

Így igaz, működhetne egy óra minden házban

in a medium sized city with that much power.

egy közepes méretű városban ilyen teljesítménnyel.

That's a pretty amazing conclusion

Ez egészen elképesztő eredmény,

and it took knowledge of work

ami nem jöhetett volna létre a munka és teljesítmény ismerete nélkül.

and power to figure it out.