Moc vo fyzike je definovaný ako časová rýchlosť množstva premenenej alebo prenesenej energie. V sústave SI (alebo medzinárodnej sústave jednotiek), Watt (W) je jednotka sily. Watt sa rovná jednému joulu za sekundu. V skorších štúdiách sa moc niekedy nazýva Aktivita . Výkon je skalárna veličina. Sila je funkciou Práca dokončená Ak teda človek pracuje premenlivou rýchlosťou v závislosti od dennej doby, jeho sila sa bude tiež meniť.

V tomto článku sa dozvieme viac o sile, priemernom výkone, jednotkách výkonu a ďalších.

Obsah

• Čo je sila?
• Výkonové vzorce
• Jednotky moci
• Ako meriame výkon?
• Čo je to konská sila?
• Priemerný výkon
• Mechanická sila
• Elektrická energia
• Výpočet spotreby energie a energie
• Vyriešené príklady na napájanie

Čo je sila?

Výkon je fyzikálna veličina, ktorá je mierou rýchlosti prenosu energie . Preto ho možno definovať ako rýchlosť, ktorou sa práca vykonáva vzhľadom na čas.

Výkon je teda množstvo energie spotrebovanej za sekundu. Výkon možno definovať aj ako množstvo sily potrebnej na vyvolanie posunu jednotky. Výkon je skalárna veličina a označuje sa P.

Napríklad žiarovka s vyšším výkonom alebo príkonom, napríklad 100 W, osvetlí viac svetla ako žiarovka s výkonom 10 W. To znamená, že viac energie je osvetlené žiarovkou, ktorá spotrebuje viac energie.

Obrázok uvedený nižšie zobrazuje muža, ktorý dvíha závažie a ukazuje svoju silu. Tu je sila svalová sila.

Výkonové vzorce

Výkon je definovaný ako časová rýchlosť práca dokončená objektom, potom to môže byť matematicky dané mocninným vzorcom:

P = W⁄t

kde,
W je vykonaná práca,
t je čas, počas ktorého sa práca vykonáva, a
P je zisk alebo strata výkonu.

Preto sa vyššie uvedený vzťah sily nazýva rovnica pracovného času

Prácu vykonanú (W) objektom možno definovať ako súčin sily a posunutia objektu, potom výkonový vzorec z hľadiska sily je daný ako-

Pretože W = F × s

môže mať abstraktná trieda konštruktor

preto

P = (F × s) ⁄ t

kde,
F je potrebná sila,
s je posunutie objektu,
t je potrebný čas.

Iné výkonové vzorce

Ďalšie vzorce na výpočet výkonu sú uvedené nižšie,

Pretože rýchlosť objektu, v = s / t

potom

P = F × v

kde,
F je požadovaná sila,
v je rýchlosť objektu.

Preto je vyššie uvedený vzťah známy ako Rovnica sily a rýchlosti

Jednotky moci

• Jednotkou SI výkonu je Watt (W), ktorého násobky sú KW, MW, GW a iné.

Watt je definovaný ako, keď telo vykoná prácu jedného joulu za jednu sekundu, nazýva sa to Výkon jedného wattu .

1 Watt (W) = 1 Joule (J) / 1 sekunda (s)

• Ďalšou jednotkou sily je Konská sila (hp), kde 1 hp = 746 W
• Dimenzionálny vzorec pre výkon je [ML ² T ^-3 ]

Skontrolujte: Prečo sa konská sila tak volá

Ako meriame výkon?

Výkon sa meria v rôznych jednotkách a jednotka SI na meranie výkonu je „watt“ reprezentovaný symbolom (W). Bol pomenovaný po škótskom vedcovi James Watt ktorý ako prvý prišiel s myšlienkou merania moci.

Výkon sa vypočíta pomocou vzorca,

P = AE / Δt

kde,
ΔE je zmena energie
Δt je čas v sekundách

Výkon je možné merať aj v Joule/sec.

Čo je to konská sila?

Je zaujímavé, že ako už názov napovedá, konská sila nemusí s koňmi nič robiť, je to jednotka merania výkonu akéhokoľvek stroja alebo motora. Označuje sa ako „hp“. Matematicky sa rovná,

1 hp = 736 wattov

Všeobecne platí, že konská sila r alebo hp sa používa na meranie výkonu motorov automobilov a bicyklov. Nasledujúci obrázok ukazuje silu v konskej sile.

Priemerný výkon

Priemerný výkon je definovaný ako podiel čistej (celkovej) práce vykonanej v celkovom množstve času. Priemerný výkon je teda daný ako,

Priemerný výkon = celková vykonaná práca / celkový čas

alebo

P _z = ΔW / ΔT

kde,
P _z je priemerný výkon,
ΔW je celková vykonaná práca a
ΔT je celkový čas.

V prípade, že je rýchlosť práce tela rovnomerná alebo konštantná, potom sa priemerný a okamžitý výkon vyrovnajú.

Mechanická sila

In mechanické systémy , súčet síl a pohybu je známy ako sila. Výkon je vo všeobecnosti súčinom sily pôsobiacej na objekt vynásobenej jeho rýchlosťou alebo výsledkom krútiaceho momentu pôsobiaceho na hriadeľ vynásobeného jeho uhlovou rýchlosťou.

Časová derivácia práce je ďalším spôsobom, ako definovať mechanickú silu. Mechanická sila je teda daná.

Mechanická sila = sila × rýchlosť

alebo

P _m = F × v

Skontrolujte: Aplikácie krútiaceho momentu v reálnom živote

Elektrická energia

Rýchlosť, ktorou sa energia mení z elektrickej energie pohybujúcich sa nábojov na inú formu, vyjadrená ako rýchlosť, za jednotku času, je známa ako elektrická energia.

Matematicky je elektrická energia definovaná ako napätie produktu a pretekajúci prúd, ktoré sú uvedené ako:

P = V × I

Podľa Ohmov zákon . V = I × R, teda

P = I ² × R

alebo

P = V ² / R

vba

kde,
P je elektrická energia,
ja tečie prúd,
R je odpor a
V je napätie.

Skontrolujte: Elektrická energia a sila

Výpočet spotreby energie a energie

Spotreba energie a energie sa meria pomocou vzorca. Podľa toho vynásobením počtu spotrebovaných jednotiek energie za obdobie, počas ktorého bola spotrebovaná, získame spotrebu energie.

Pre viac detailov , Obchodná jednotka elektrickej energie

Preto vzorec spotreby energie alebo vzorec spotreby energie možno uviesť ako:

E = P × (t/1000)

kde,

• E je spotrebovaná energia alebo spotrebovaná energia
• P je sila a
• t je čas, počas ktorého bola energia alebo energia spotrebovaná.

Spotrebovaná energia alebo spotrebovaná energia sa všeobecne meria v Jouly alebo kilowatthodiny (kWh).

Tiež skontrolujte

• Elektrický obvod
• Odpor
• Pokles napätia

Vyriešené príklady na napájanie

Príklad 1: Chlapec tlačí krabicu s hmotnosťou 20 kg do vzdialenosti 5 m po dobu 10 sekúnd. Vypočítajte výkon dodávaný do krabice.

Riešenie:

Vzhľadom na to,

Hmotnosť krabice, m = 20 kg

Pokrytý výtlak, d = 5 m

Čas posunu, t = 10 s

Hmotnosť škatule, F = mg = 20 × 10 N = 200 N

Práca, ktorú vykonal chlapec, W = F d = 200 N × 5 J = 1 000 J

Dodaný výkon, P = W⁄t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s

Preto je energia dodávaná do skrinky 100 J/s .

Príklad 2: Čerpadlo potrebuje zdvihnúť 500 kg vody za minútu z 8 m hlbokej studne a vytlačiť ju rýchlosťou 25 m/s. Vypočítajte výkon čerpadla.

Riešenie:

Vzhľadom na to,

Hmotnosť vody, m = 500 kg

Výška pokrytia, h = 8 m

Rýchlosť výronu vody, v = 25 m/s

python os zoznam

Dodacia lehota, t = 1 min = 60 s

Celková energia sa premieňa na prácu,

W = E = mg h+(1/2) mv²

= (500×10×8)+(500×25×25)/2

= (40000+156250) J

=196250 J

dodaný výkon,

P = W/t

= 196 250 / 60

= 3271 W

Preto je výkon dodávaný čerpadlom 3271 W .

Príklad 3: Výťah je navrhnutý tak, aby zdvihol náklad 500 kg cez 5 poschodí budovy s priemerom 3 m na poschodie za 5 sekúnd. Vypočítajte výkon výťahu.

Riešenie:

Vzhľadom na to:

Hmotnosť nákladu, m = 500 kg

Celková pokrytá výška, v = 5 × 3 m = 15 m

Čas, t = 5 s

Výkon dodávaný výťahom,

P = W⁄t = mgh⁄t

= (500 × 10 × 15) / 5 W

= 15 000 W

= 1,5 x 10⁴IN

Preto je sila výťahu 1,5 × 10 ⁴ IN .

Príklad 4: Na pohyb telesa na trecej podlahe s konštantnou rýchlosťou 5 m/s je potrebná sila 5 N. Nájdite silu generovanú silou.

Riešenie:

Vzhľadom na to:

Rýchlosť telesa, v = 5 m/s

Sila potrebná na udržanie rýchlosti, F = 5 N

generovaná energia,

P = 5 × 5 W

= 25 W

Preto je sila generovaná silou 25 W

Napájanie – často kladené otázky

Čo je sila vo fyzike?

Výkon je množstvo energie spotrebovanej za sekundu. Výkon možno definovať aj ako množstvo sily potrebnej na vyvolanie posunu jednotky.

Aký je rozmer sily vo fyzike?

Výkon je definovaný ako rýchlosť vykonanej práce. Dimenzionálny vzorec sily je [ML ² T ^-3 ].

Ako vypočítať výkon vo fyzike?

Výkon možno určiť podľa vzorca,

P = W⁄t

kde
IN je práca vykonaná,
t je čas, počas ktorého sa práca vykonáva, a
P je zisk alebo strata výkonu.

Aký je rozdiel medzi výkonom a energiou?

Energia je definovaná ako schopnosť vykonávať nejakú fyzickú prácu, napr. hrať sa, skákať atď. Výkon je však definovaný ako rýchlosť, ktorou sa energia prenáša alebo je práca dokončená.

Čo sa stane s telom, na ktorom sa pracuje?

Námaha na tele sa rovná zvýšeniu telesnej energie, pretože práca dodáva telu energiu. Ak je aplikovaná sila na druhej strane v protiklade s pohybom objektu, práca sa považuje za negatívnu, čo naznačuje, že sa z predmetu odoberá energia.

Môže nám koncept sily pomôcť opísať, ako sa predmety pohybujú?

Vykonaná práca a čas sú spojené vo výkonovej rovnici. Keďže sily môžu pohybovať predmetmi a vieme, že sily vykonávajú prácu, mohli by sme predpokladať, že pochopením sily môžeme získať prehľad o tom, ako sa telo pohybuje v čase.