Tout ce qui prend une entrée et produit une sortie, qu'il s'agisse d'un générateur électrique ou d'un simple système de poulie, peut être mesuré en fonction de la manière dont il utilise le travail qui lui est fourni. La formule d'efficacité du travail vous aide à quantifier cela et à juger de l'efficacité de n'importe quelle machine.
Formule d'efficacité du travail
La formule pour calculer efficacité au travail est le rapport de production à contribution exprimé en pourcentage. Pour une machine, vous pouvez déterminer le travail mis dans la machine en fonction de son fonctionnement. Vous pouvez généralement calculer le travail en multipliant la force par la distance pour le mouvement.
Assurez-vous de bien calculer l'entrée et la sortie de la machine ou de l'objet qui effectue le travail, ainsi que de prendre en compte d'autres facteurs tels que l'homme qui fait fonctionner la machine.
La formule d'efficacité du travail est efficacité = sortie / entrée, et vous pouvez multiplier le résultat par 100 pour obtenir l'efficacité du travail en pourcentage. Ceci est utilisé dans différentes méthodes de mesure de l'énergie et du travail, qu'il s'agisse de la production d'énergie ou de l'efficacité des machines.
Exemple de calcul de l'efficacité du travail
Une corde de poulie qui tire un poids de 10 livres à 1 pied du sol en raison d'un humain appliquant une force de 6 livres pour tirer la corde de poulie à 2 pieds a ces forces d'entrée et de sortie spécifiques. La force humaine, la force d'entrée, effectue 6 livres fois 2 pieds de travail, ou 12 pieds-livres de travail. Le mouvement de la machine, la force de sortie, est alors de 10 livres fois 1 pied de travail, ou 10 pieds-livres de travail.
L'efficacité du travail est alors le rapport de la production à l'entrée sous forme de pourcentage. Ce serait 10/12, ou 0,83. Multipliez cela par 100 pour convertir en pourcentage, ce qui donnerait une efficacité de travail de 83 %.
Travail Efficacité Définition Physique
Le rapport entre la production de travail et les intrants est utilisé comme mesure de l'efficacité dans de nombreux domaines de la physique et de l'ingénierie. Les chercheurs trouvent utile de décrire le pourcentage de produits et de consommables pour un processus afin de déterminer comment conserver l'énergie, la puissance ou d'autres quantités limitées.
Déterminer le rapport entre la sortie et l'entrée vous donne une idée de l'efficacité du système, du processus, de la méthode, du pipeline ou de tout ce qui est utilisé.
Lors de l'analyse de la thermodynamique des moteurs thermiques, par exemple, le travail utile qu'un moteur thermique tel qu'un Le moteur thermique Carnot peut mesurer le travail que le moteur peut effectuer en sortie avec la chaleur à haute température que le moteur utilise comme contribution.
Formule d'efficacité du travail en pratique
Les physiciens et les ingénieurs utilisent l'efficacité du travail pour déterminer dans quelle mesure les processus productifs et économes en énergie sont pour les circuits électriques (électriques efficacité), moteurs thermiques (efficacité thermique), processus radioactifs (efficacité de rayonnement), autres processus dont la mécanique quantique (efficacité Efficacité).
Le rapport simple de la sortie à l'entrée signifie que les scientifiques et les ingénieurs peuvent utiliser leurs formules mathématiques simplifiées et universelles pour tout type d'efficacité ou d'objectif dont ils ont besoin. Par exemple, vous pouvez utiliser le rapport entre la puissance qu'une antenne rayonne et la puissance qu'elle absorbe à ses bornes lors de la détection de fréquences radio comme mesure d'efficacité.
L'efficacité est plus communément exprimée en pourcentage car elle compare directement les deux facteurs, entrée et sortie. Cependant, il existe des cas dans lesquels l'efficacité peut être mesurée sans un pourcentage tel que impulsion spécifique, la quantité de mouvement divisée par la masse d'une fusée en tenant compte de la façon dont elle utilise le propulseur ou le carburant ainsi que la résistance de l'air et d'autres forces. Une impulsion spécifique donne aux physiciens et aux ingénieurs de déterminer la poussée, l'efficacité et les mesures d'utilisation du propergol lors de la conception d'un moteur.