0:00:14.157,0:00:15.056
Στη Φυσική,

0:00:15.056,0:00:18.130
οι έννοιες του έργου και της ισχύος[br]μάς βοηθούν να κατανοήσουμε

0:00:18.130,0:00:20.953
και να εξηγήσουμε αρκετά[br]πράγματα στο σύμπαν μας.

0:00:21.318,0:00:22.953
Ας αρχίσουμε με το έργο.

0:00:23.153,0:00:26.214
Θετικό είναι το έργο όταν ενέργεια [br]αποθηκεύεται σε ένα σύστημα

0:00:26.214,0:00:29.530
και αρνητικό όταν η ενέργεια εξάγεται[br]από το σύστημα στο περιβάλλον.

0:00:29.690,0:00:33.942
Το θετικό έργο είναι όπως όταν χρήματα[br]κατατίθενται στο τραπεζικό λογαριασμό σας,

0:00:33.942,0:00:36.466
και το αρνητικό έργο όταν αποσύρονται.

0:00:36.756,0:00:37.830
Στο μετρικό σύστημα,

0:00:37.830,0:00:40.857
το έργο και η ενέργεια μετρώνται σε Joule.

0:00:41.182,0:00:46.119
Ως παράδειγμα, ας πάρουμε ένα όμορφο,[br]παλιό, μηχανικό ρολόι του παππού.

0:00:46.329,0:00:48.327
Μεταφέρουμε ενέργεια στο ρολόι

0:00:48.327,0:00:49.272
όταν το κουρδίζουμε

0:00:49.272,0:00:52.229
για να ανυψώσουμε έναν βαρύ,[br]μεταλλικό κύλινδρο μέσα στο ρολόι.

0:00:52.229,0:00:54.996
Όταν το κάνουμε αυτό,[br]παράγουμε θετικό έργο,

0:00:54.996,0:00:57.042
προσθέτοντας ενέργεια στο ρολόι,

0:00:57.057,0:01:00.779
και αυτή αποθηκεύεται[br]ως βαρυτική δυναμική ενέργεια.

0:01:00.794,0:01:04.891
Υπολογίζουμε το παραγόμενο έργο[br]πολλαπλασιάζοντας τη δύναμη που ασκούμε

0:01:04.891,0:01:07.935
επί την απόσταση[br]στην οποία ασκούμε τη δύναμη.

0:01:08.200,0:01:09.673
Για να ανυψώσουμε τα βαρίδια,

0:01:09.688,0:01:12.483
πρέπει να ασκήσουμε δύναμη [br]ίση με το βάρος τους.

0:01:12.673,0:01:14.977
Δηλαδή ίση με τη δύναμη της βαρύτητας

0:01:14.977,0:01:17.315
που τα έλκει κατακόρυφα προς τα κάτω.

0:01:17.665,0:01:19.717
Αυτά τα βαρίδια έχουν βάρος 300 Νιούτον,

0:01:19.717,0:01:20.687
είναι αρκετά βαριά,

0:01:20.687,0:01:23.097
όσο περίπου ένα μικρό παιδί,

0:01:23.097,0:01:25.260
και αν τα σηκώσουμε κατά μισό μέτρο,

0:01:25.260,0:01:27.128
τότε το έργο είναι 300 Νιούτον

0:01:27.128,0:01:28.614
επί μισό μέτρο,

0:01:28.614,0:01:31.607
ή έργο 150 Joule.

0:01:31.857,0:01:35.090
Η ισχύς είναι ο ρυθμός [br]με τον οποίο μεταφέρεται η ενέργεια.

0:01:35.090,0:01:36.390
Όταν λέμε ρυθμό,

0:01:36.390,0:01:38.326
εννοούμε την ενέργεια που μεταφέρεται

0:01:38.326,0:01:39.790
ανά μονάδα χρόνου.

0:01:40.080,0:01:41.422
Στο μετρικό σύστημα (SI),

0:01:41.422,0:01:44.015
η ισχύς μετριέται[br]σε Joule ανά δευτερόλεπτο,

0:01:44.015,0:01:45.244
ή Watt.

0:01:45.739,0:01:48.143
Ο όρος Watt προέρχεται από τον Τζέιμς Βατ,

0:01:48.143,0:01:50.611
που επινόησε την έννοια της «ιπποδύναμης»

0:01:50.611,0:01:51.757
για να μετρήσει την ισχύ

0:01:51.757,0:01:54.259
που παράγεται από ένα[br]τυπικό άλογο εργασίας.

0:01:54.619,0:01:57.838
Ο Τζέιμς Βατ παρήγαγε [br]ατμομηχανές για βιομηχανική χρήση

0:01:57.838,0:01:59.555
και ήθελε οι υποψήφιοι αγοραστές του

0:01:59.555,0:02:01.287
να μπορούν να συγκρίνουν

0:02:01.287,0:02:04.298
μεταξύ των δικών του ατμομηχανών[br]και μιας προσφιλούς ποσότητας,

0:02:04.298,0:02:06.925
την ισχύ που μπορούν να έχουν [br]από ένα άλογο εργασίας.

0:02:07.265,0:02:08.882
Ήταν τόσο χρήσιμη η ιδέα του

0:02:08.882,0:02:11.475
που στο μετρικό σύστημα (SI)[br]η μονάδα μέτρησης ισχύος,

0:02:11.475,0:02:13.696
ονομάζεται Watt προς τιμήν του Τζέιμς Βατ.

0:02:13.712,0:02:15.772
Ακολουθώντας τα βήματα του Τζέιμς Βατ,

0:02:15.772,0:02:17.578
ας συγκρίνουμε την ισχύ που χρειάζεται

0:02:17.578,0:02:19.424
για να λειτουργεί το ρολόι του παππού,

0:02:19.424,0:02:21.393
με την ισχύ που χρειαζόμαστε

0:02:21.393,0:02:24.164
για ένα φωτεινό λαμπτήρα των 100 Watt.

0:02:24.344,0:02:27.368
Μετράμε την ισχύ που κάποιος εφαρμόζει[br]όταν κουρδίζει το ρολόι,

0:02:27.379,0:02:29.385
διαιρώντας το έργο που έκανε

0:02:29.385,0:02:31.341
με το χρόνο που χρειάστηκε.

0:02:31.341,0:02:33.703
Αν χρειαστεί ένα λεπτό, ή 60 δευτερόλεπτα,

0:02:33.703,0:02:35.093
για να ανυψωθούν τα βαρίδια,

0:02:35.093,0:02:37.221
τότε παράγουν έργο 150 Joule,

0:02:37.221,0:02:39.234
και διαιρώντας με τα 60 δευτερόλεπτα

0:02:39.234,0:02:43.124
έχουμε 2,5 Joule έργου ανά δευτερόλεπτο.

0:02:43.124,0:02:45.198
Προσθέτουν ενέργεια στο ρολόι

0:02:45.198,0:02:47.999
με ρυθμό 2,5 Watt.

0:02:48.459,0:02:51.256
Θα χρειαζόσασταν περίπου [br]40 φορές περισσότερη ισχύ

0:02:51.256,0:02:53.062
για μια λάμπα 100 Watt.

0:02:53.272,0:02:54.918
Πριν το αφήσουμε να λειτουργήσει,

0:02:54.918,0:02:56.279
η ενέργεια αποθηκεύτηκε

0:02:56.279,0:02:59.076
ως βαρυτική δυναμική[br]ενέργεια των κυλίνδρων.

0:02:59.296,0:03:00.560
Όπως ο λογαριασμός σας,

0:03:00.560,0:03:02.639
όταν μόλις έχετε καταθέσει χρήματα.

0:03:02.749,0:03:04.460
Αλλά όταν το ρολόι λειτουργεί,

0:03:04.460,0:03:06.752
τα βαρίδια μετακινούνται [br]αργά προς τα κάτω.

0:03:06.752,0:03:08.682
Η ενέργεια απομακρύνεται από το ρολόι.

0:03:08.682,0:03:10.771
Όταν τα βαρίδια φτάσουν στο πάτο,

0:03:10.771,0:03:13.380
όλη η ενέργεια που αρχικά δώσαμε [br]έχει απομακρυνθεί.

0:03:13.630,0:03:16.272
Πόση, λοιπόν, είναι η ισχύς του ρολογιού;

0:03:16.272,0:03:20.746
Δηλαδή, πόσα Joule ανά δευτερόλεπτο[br]απομακρύνονται από το ρολόι,

0:03:20.761,0:03:25.444
αν χρειάζονται 5 ημέρες για να επανέλθουν [br]τα βαρίδια στην αρχική τους θέση;

0:03:25.748,0:03:26.840
Το υπολογίζουμε εύκολα

0:03:26.840,0:03:29.039
επειδή ήδη γνωρίζουμε πόσο έργο κάναμε

0:03:29.039,0:03:30.600
όταν ανυψώσαμε τα βαρίδια:

0:03:30.600,0:03:32.119
150 Joule.

0:03:32.469,0:03:35.384
Αλλά τώρα, πήρε πέντε[br]μέρες αντί για ένα λεπτό.

0:03:35.754,0:03:38.830
5 ημέρες επί 24 ώρες,

0:03:38.830,0:03:40.061
επί 60 λεπτά,

0:03:40.061,0:03:41.548
ξανά επί 60 δευτερόλεπτα,

0:03:41.548,0:03:44.640
ισούται με 432.000 δευτερόλεπτα.

0:03:44.640,0:03:47.048
Οπότε διαιρούμε[br]το παραγόμενο έργο με το χρόνο

0:03:47.048,0:03:53.231
και βρίσκουμε περίπου [br]0,00035 Joule ανά δευτερόλεπτο,

0:03:53.231,0:03:56.581
ή 0,35 milliWatt περίπου.

0:03:56.791,0:03:58.719
Αυτό είναι ένα πολύ μικρό ποσό ισχύος.

0:03:58.719,0:04:00.607
Το ρολόι χρησιμοποιεί τόσο μικρή ισχύ

0:04:00.607,0:04:03.906
που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν[br]σχεδόν 300.000 τέτοια ρολόγια

0:04:03.906,0:04:07.812
με την ισχύ που χρειάζεται[br]ένας λαμπτήρας των 100 Watt.

0:04:07.812,0:04:10.893
Σωστά, με τόση ισχύ θα λειτουργούσε [br]ένα ρολόι σε κάθε σπίτι

0:04:10.893,0:04:13.038
σε μια μεσαίου μεγέθους πόλη .

0:04:13.448,0:04:15.232
Είναι ένα πολύ εντυπωσιακό αποτέλεσμα

0:04:15.232,0:04:16.363
και η γνώση του έργου

0:04:16.363,0:04:18.783
και της ισχύος βοήθησαν για να το βρούμε.