How does work...work? - Peter Bohacek

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Tłumaczenie: Mateusz Sieminski Korekta: Ola Królikowska

W fizyce

In Physics,

the concepts of work and power help us understand

pojęcia takie jak praca oraz moc pomagają nam zrozumieć

and explain lots of things in our universe.

i wyjaśnić wiele rzeczy we wszechświecie.

Let's start with work.

Zaczniemy od pracy.

Positive work is the energy we put into a system,

Praca dodatnia to energia, która oddziałuje na ciało,

and negative work is energy that is transferred out.

a praca ujemna to energia, kórą emituje ciało.

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

Możemy sobie wyobrazić, że praca dodatnia to pieniądze, które wpłacamy na konto,

and negative work as money taken out.

a praca ujemna to pieniądze, które wypłacamy z konta.

In the metric system,

W systemie metrycznym

work and energy are measured in Joules.

jednostką pracy i energii jest dżul.

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

Pokażemy to na przykładzie starego, mechanicznego zegara stojącego.

We transfer energy into the clock

Energia zostaje przeniesiona na zegar,

when we turn the crank

gdy przekręcamy korbę,

to raise the heavy metal cylinders inside the clock.

podnosząc ciężkie, metalowe cylindry w zegarze.

When we do this, we are doing positive work,

Tak wykonaliśmy pracę dodatnią,

adding energy to the clock,

dzięki której przenieśliśmy energię na zegar,

and that energy is stored as gravitational potential energy.

gdzie została ona zachowana jako grawitacyjna energia potencjalna.

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

Możemy obliczyć wykonaną pracę, mnożąc siłę, której użyliśmy,

times the distance over which we apply the force.

przez dystans, który pokonało ciało.

To raise the metal cylinders,

Żeby unieść metalowe cylindry,

we need to apply a force equal to their weight.

musimy użyć siły równej ich wadze.

That is, equal to the force of gravity

A ta waga jest równa sile grawitacji,

pulling downward on the cylinders.

która oddziałuje na cylindry.

These cylinders weight 300 Newtons,

Te cylindry mają masę 300 niutonów.

which is pretty heavy,

To bardzo dużo,

about as much as a small child,

bo ważą tyle co małe dziecko.

and if we lift them 1/2 meter,

Jeśli uniesiemy je na wysokość pół metra,

then we do 300 Newtons

musimy pomnożyć 300 niutonów

times 1/2 meter

przez dystans pół metra,

or 150 Joules of work.

co da 150 dżuli wykonanej pracy.

Power is the rate at which energy is transferred.

Moc to prędkość emisji energii.

When we say rate,

Prędkość oznacza

we mean the amount of energy transferred

ilość energii emitowanej

per unit of time.

w jednostce czasu.

In the metric system, power is measured in

W systemie metrycznym moc wyrażamy

Joules per second,

w dżulach na sekundę

lub w watach.

or Watts.

The term Watt goes back to James Watt,

Termin wat sięga czasów Jamesa Watta,

who came up with the concept of horsepower

twórcy koncepcji koni mechanicznych,

to measure the amount of power

czyli jednostki miary mocy,

produced by a typical work horse.

którą wytwarzał przeciętny koń roboczy.

James Watt was a producer of industrial steam engines,

James Watt był producentem przemysłowych maszyn parowych

and he wanted his potential customers

i chciał, żeby jego potencjalni klienci

to be able to make comparisons

mogli łatwo porównać

between his steam engines and a familiar quanity,

osiągi jego maszyn parowych, używając znanej im miary,

the power they could get from a working horse.

czyli mocy, jaką osiągał koń roboczy.

Okazało się, że był to przydatny pomysł,

It was such a useful idea

that the metric system unit for power, the Watt,

dlatego nazwa wat w systemie metrycznym

is named after James Watt.

pochodzi od nazwiska Jamesa Watta.

Following in James Watt's footsteps,

Tym samym sposobem

let's compare the amount of power it takes

porównamy teraz ilość mocy

to run this grandfather clock

potrzebnej do uruchomienia zegara

to the power we'd need to run

z ilością mocy potrzebnej do zasilenia

a bright, 100-Watt light bulb.

jasnej 100-watowej żarówki.

We can measure the power a person uses

Moc, której potrzebujemy do nakręcenia zegara,

to wind the clock

możemy obliczyć,

by dividing the amount of work they did

dzieląc ilość wykonanej pracy

by the time it took them to do it.

przez czas, który nam to zajęło.

If it takes 1 minute, or 60 seconds,

Jeśli podniesienie odważników

to lift the weights,

zajęło nam 1 minutę lub 60 sekund,

then they are doing 150 Joules

to naszą pracę obliczymy, dzieląc 150 dżuli

divided by 60 seconds,

przez 60 sekund,

or 2.5 Joules per second of work.

co daje 2,5 dżula na sekundę pracy.

They are adding energy to the clock

Przenosimy tę energię na zegar

in the rate of 2.5 Watts.

z prędkością 2,5 wata.

You would need about 40 times as much

Do zasilenia 100-watowej żarówki

to run a bright, 100-Watt light bulb.

potrzebowalibyśmy 40 razy tyle energii.

Before we let the clock run,

Zanim zegar zostanie uruchomiony,

the energy is stored

energia jest gromadzona

as gravitational potential energy of the cylinders.

w cylindrach w postaci grawitacyjnej energii potencjalnej.

It's like your bank account

To tak jak nasze konto bankowe,

when you have just deposited money.

na które wpłaciliśmy pieniądze.

But if we let the clock run,

Po uruchomieniu zegara

the cylinders slowly move downward.

cylindry zaczną powoli opadać.

Energy is leaving the clock.

Energia zostaje zużyta przez zegar.

In fact, when the cylinders get to the bottom,

Kiedy cylindry znajdą się na samym dole,

all the energy that we put in will have left.

cała energia, którą przenieśliśmy na zegar, zostanie zużyta.

So how much power does the clock use?

Ile energii potrzeba, żeby zasilić zegar?

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

Ile dżuli na sekundę zużywa zegar,

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

jeśli powrót cylindrów na ich pierwotną pozycję zajmuje pięć dni?

We can figure this out

Możemy to obliczyć,

because we already know how much work we did

bo wiemy już, ile pracy wykonaliśmy,

when we lifted the cylinders:

podnosząc cylindry.

150 Joules.

Było to 150 dżuli.

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

Tym razem zajęło nam to 5 dni.

Five days is 5 times 24

Pięć dni to pięć razy 24

times 60

razy 60

i ponownie pomnożone przez 60,

times 60 again

or 432,000 seconds.

co daje 432 000 sekund.

So we divide the work done by the time

Następnie, dzieląc wykonaną pracę przez ten czas,

and find the answer of about 0.00035 Joules per second,

uzyskamy 0,00035 dżuli na sekundę

or about 0.35 milliwatts.

lub 0,35 miliwatów.

That's a tiny amount of power.

To bardzo mała ilość mocy.

This clock uses so little power

Ten zegar zużywa tak mało mocy,

that you could run almost 300,000 clocks

że używając mocy potrzebnej do zasilenia 100-watowej żarówki

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

moglibyśmy zasilić 300 000 takich zegarów.

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

To znaczy, że moglibyśmy zasilić taki zegar we wszystkich domach

in a medium sized city with that much power.

w średniej wielkości mieście.

To dość niesamowity wniosek,

That's a pretty amazing conclusion

a doszliśmy do niego, bo zrozumieliśmy,

and it took knowledge of work

and power to figure it out.

na czym polegają praca i moc.