Fizično

Moč (fizika)

Moč (fizika)

Pojasnjujemo, kakšna je moč, njegova formula, enote, vrste moči in dali smo rešene vaje

Moč te žarnice z žarilnico je 150 W. Višja kot je moč, večja proizvaja, vendar je trenutna poraba večja

Kaj je moč fizike?

The moč V fiziki gre za skalarno velikost, ki se uporablja za označevanje hitrosti, s katero je opravljeno delo, ali jo porabi ali porabi energija. To je ključni dejavnik pri določanju, kako učinkoviti so stroji, pa tudi za optimizacijo porabe energije.

Na primer, rezalnik trave lahko opravi delo rezanja trave v pol ure ali morda v dveh urah. Jasno je, da rezalnik, ki delo opravlja v manj časa, razvije večjo moč, ker hitreje opravlja isto delo.

Na splošno je moč izražena kot:

Pod pogojem, da sila povzroči dejanje, kot je premikanje predmeta, mehansko opravilo, ki ustreza energiji. Ko upošteva čas, porabljen pri tem, se pojavi koncept moči.

Formule

Najprej je definirana povprečna močm, Kot razmerje med količino opravljenega dela ΔW in časom ΔT, ki je bil potreben za to:

V mednarodnem sistemu enot se moč meri v Joule/Second, Enota, imenovana Watt ali Watt, v počastitev škotskega inženirja Jamesa Watta (1736-1819), ki je prispeval k razvoju parnega motorja.

Druge enote za moč so:

  • Parni konj (CV).
  • Power Horse (HP oz Konj Moč).
  • Ergios/sekundo.
  • Foo ∙ Tehtnica/Second.
  • Kalorije/sekundo.
  • Kilogramov/sekundo.
  • Btu/uro.

V nadaljevanju se pojavljajo nekatere enakovrednosti:

  • 1 KM = 550 čevljev ∙ funt/Second = 745.7 W = 2545 BTU/H

Kivatio-hora, ki se pogosto pojavlja v računu za elektriko, ni napajalna enota, ampak energije, pa tudi BTU ali britanske toplotne enote, enote, ki se široko uporablja na področju hlajenja in klimatskih naprav.

Takojšnja moč P se izračuna z zelo majhnim časovnim intervalom. Izdelava ΔT → 0 v povprečni moči, ki jo spremeni v takojšnjo moč, ki se nato izraža kot delo, ki izhaja iz dela glede na čas:

Lahko vam služi: fizika pred Grki (Antigua Grčija)

Učinkovitost

Učinkovitost strojev se meri s primerjavo uporabnega dela, ki ga opravlja z energijo, potrebno za njegovo izvajanje.

Zgodi se, da ne glede na to, kako popolni stroji se ne bodo nikoli spremenili v koristno delo vso energijo. Ko obstajajo mobilni deli, je trenje odgovorno za preoblikovanje dela v toploto in drugega, verjetno v zvoku, ki ga ne izkoristijo.

Kot je razloženo zgoraj, ostaja mehanska učinkovitost ε:

Z ws Izhodno delo in ein Vhodna energija. S pomnoževanjem za 100%se dobiva odstotna učinkovitost, ki jo lahko najdemo tudi s količnikom med vhodno močjo Pin in izhodna moč ps:

Na primer, če ima stroj 45% učinkovitost, to pomeni, da se za namene stroja uporablja le 45% prispevane energije, preostalih 55%.

Vrste moči

Moč lahko razvijejo različne vrste sil, torej mehanska moč, povezana z mobilnimi predmeti, električno energijo, zvokom, toplotnim in še večjo.

Mehanska moč

Premikajoči se objekt razvije moč, povezano z njegovo hitrostjo. Ker je delo opredeljeno kot skalarni izdelek med silo in premikom, se takoj pojavi takojšnja moč z:

Kje:

Je neskončno majhna premik. Spominjanje te hitrosti je izpeljan položaja glede na čas:

Pri zamenjavi te enačbe v prejšnjem je mogoče dobiti, da je mehanska moč skalarni izdelek med silo in hitrostjo vektorja:

Lahko vam služi: prosti padec: koncept, enačbe, rešene vaje

Električna energija

To je stopnja, do katere energija prinaša vir ali baterijo, do določenega polnjenja. Ta dobava ni mogoče opraviti s konstantno hitrostjo, zato je definirana povprečna moč:

Kjer je V napetost in ΔT je časovni interval. Če sta tok in napetost sčasoma konstantna, je tok:

I = q/Δt

In tudi moč je tudi konstantna in se izraža kot:

P = i ∙ V

Zvočna moč

Zvočni valovi prenašajo energijo, ko se širijo, zahvaljujoč pritiskom na delce medija. Zanje se uporablja koncept intenzivnosti zvoka, ki je moč na enoto območja, ki se meri v w/m2 sama po sebi:

Skupna moč se izračuna z integralom na površini S:

Površina je lahko na primer polmer r.

Toplotna moč

To je hitrost, s katero določen sistem sprošča energijo v obliki toplote:

Stefan-Boltzmannov zakon

Za toploto, ki jo prenaša sevanje, je zakon Stefan-Boltzmann veljaven:

Kje:

  • T je temperatura v Kelvinu.
  • σ je Stefan-Boltzmannova konstanta: σ = 5.67 × 108 W/(m2 K4).
  • Emisivnost materiala je E, katerega vrednost je med 0 in 1 in je značilna za vsak material.
  • A je površina telesa.

Primeri moči v fiziki

Klimatske naprave in grelec

Oprema za klimatsko napravo in ogrevanje je razvrščena po njihovi moči. Proizvajalci in oblikovalci imajo empirične formule za izračun moči, ki jo mora oprema pravilno zdraviti sobo z določenimi dimenzijami.

Žarnice

Ljudje običajno vodi moč električne žarnice, da vedo, kako sijajna je.

Vam lahko služi: Watt Law: kaj je, primeri, prijave

Gospodinjski aparati

Vsi aparati v svojih oznakah označujejo moč, ki jo porabijo za izpolnitev njihove funkcije.

Stroji

Stroji na splošno, kot so na primer žerjavi, so razvrščeni glede na moč, ki jo razvijejo za dvigovanje pesosov.

Mehanski ventilatorji za bolnike na ICU

Moč mehanskega ventilatorja za intenzivno nego se skrbno spremlja, da se prepreči bolnikove pljučne lezije.

Vaje

Vaja 1

Deklica vsak dan poje enakovredno 8.4 × 106 J, da ohranite svojo težo. Koliko je povprečna moč, ki se razvije do zdaj?

Rešitev

Povprečna moč je delo opravljeno na enoto časa. Če deklica ohranja stalno težo, porabi vso energijo hrane za koristno delo. Nekega dne imate 24 ur, kar je enakovredno v nekaj sekundah:

1 dan = 24 h = 86400 s

Vaja 2

Športni avtomobil, katerega masa je 1500 kg, lahko pospeši od 0 do 90 km/h v 5.0 s. Kakšna povprečna moč je potrebna za dosego tega pospeška?

Rešitev

Uporablja se formula za mehansko moč:

Sila izračuna Newtonov drugi zakon:

Povprečni pospešek avtomobila, ob predpostavki, da je gibanje enakomerno raznoliko praktilinearno, je:

Pred zamenjavo se izvede pretvorba enot:

90 km/h = 25 m/s

Moč in premik sta v isti smeri, zato je moč preprosto produkt obsega sile s povprečno hitrostjo:

Zamenjava v moči:

P = 1500 kg × 5m/s2 × 12.5 m/s = 93750 W