आप पा सकते हैं यांत्रिक शक्तिआधुनिक दुनिया में हर जगह उपयोग में। क्या आपने आज कार में सवारी की? यह यांत्रिक घटकों की एक परस्पर श्रृंखला को स्थानांतरित करने के लिए, या तो ईंधन या बैटरी से ऊर्जा का उपयोग करता है - धुरी, गियर, बेल्ट और इतने पर - अंत में, उस ऊर्जा का उपयोग पहियों को घुमाने और वाहन को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता था आगे।
शक्तिभौतिकी में का एक उपाय हैमूल्यांकन करेंजिस पर काम कसमय के साथ किया जा रहा है। शब्द "यांत्रिक" केवल वर्णनात्मक है; यह आपको बताता है कि शक्ति एक मशीन और विभिन्न घटकों की गति से जुड़ी होती है जैसे कार की ड्राइवट्रेन या घड़ी के कोग।
यांत्रिक शक्ति सूत्र भौतिकी के उन्हीं मूलभूत नियमों का उपयोग करता है जो शक्ति के अन्य रूपों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)
शक्तिपी परिभाषित किया जाता है काम कवूऊपरसमयतोनिम्नलिखित सूत्र के अनुसार। इकाइयों पर ध्यान दें: बिजली वाट (डब्ल्यू) में होनी चाहिए, जूल (जे) में काम करना चाहिए और सेकंड (एस) में समय होना चाहिए - अपने मूल्यों को प्लग करने से पहले हमेशा दोबारा जांच लें।
यांत्रिक शक्ति उन्हीं कानूनों का पालन करती है जो अन्य प्रकार की शक्ति जैसे कि रासायनिक या थर्मल को नियंत्रित करते हैं।
यांत्रिक शक्तिएक यांत्रिक प्रणाली के गतिमान घटकों से जुड़ी केवल शक्ति है, उदाहरण के लिए एक प्राचीन घड़ी के अंदर गियर, पहिए और पुली।ऊर्जा, बल, कार्य और शक्ति
यांत्रिक शक्ति के लिए अभिव्यक्ति को समझने के लिए, चार परस्पर संबंधित शब्दों को रखना उपयोगी है:ऊर्जा, बल, काम कतथाशक्ति.
- ऊर्जाइएक वस्तु में यह माप होता है कि वह कितना काम कर सकती है; दूसरे शब्दों में, इसमें कितनी गति पैदा करने की क्षमता है। इसे जूल (J) में मापा जाता है।
- एबलएफसंक्षेप में, एक धक्का या खींच है। बल वस्तुओं के बीच ऊर्जा स्थानांतरित करते हैं। वेग की तरह, बल में दोनों होते हैंपरिमाणतथादिशा. इसे न्यूटन (N) में मापा जाता है।
- यदि कोई बल किसी वस्तु को गतिमान करता हैउसी दिशा मेंयह अभिनय कर रहा है, यह प्रदर्शन करता है काम क. परिभाषा के अनुसार, एक इकाई कार्य करने के लिए ऊर्जा की एक इकाई की आवश्यकता होती है। चूँकि ऊर्जा और कार्य को एक दूसरे के रूप में परिभाषित किया गया है, इसलिए दोनों को जूल (J) में मापा जाता है।
- शक्तिका एक उपाय है मूल्यांकन करेंजिस पर काम किया जाता हैयाऊर्जा का उपयोग किया जाता है अधिक समय तक। शक्ति की मानक इकाई वाट (W) है।
यांत्रिक शक्ति के लिए समीकरण
ऊर्जा और कार्य के बीच संबंध के कारण, गणितीय रूप से शक्ति को व्यक्त करने के दो सामान्य तरीके हैं। पहला के संदर्भ में हैकाम क वूतथासमय तो:
पी=\फ्रैक {डब्ल्यू} {टी}
रैखिक गति में शक्ति
यदि आप रैखिक गति के साथ काम कर रहे हैं, तो आप मान सकते हैं कि कोई भी बल लगाया गया है या तो एक वस्तु को स्थानांतरित करता है बल की कार्रवाई के अनुरूप सीधे पथ के साथ आगे या पीछे - ट्रेनों के बारे में सोचें a धावन पथ। चूंकि दिशात्मक घटक मूल रूप से स्वयं का ख्याल रखता है, आप एक साधारण सूत्र के रूप में भी शक्ति व्यक्त कर सकते हैंबल, दूरी, तथावेग.
इन स्थितियों में,काम क वूके रूप में परिभाषित किया जा सकता हैबल एफ × दूरी घ. उपरोक्त मूल समीकरण में प्लग इन करें और आपको मिलता है:
पी=\फ्रैक {एफडी} {टी}
कुछ परिचित नोटिस? रैखिक गति के साथ,दूरीद्वारा विभाजितसमयके लिए परिभाषा हैवेग (वी), इसलिए हम शक्ति को इस प्रकार भी व्यक्त कर सकते हैं:
P=F\frac{d}{t}=Fv
एक उदाहरण गणना: लाँड्री ले जाना
ठीक है, यह बहुत सारा अमूर्त गणित था, लेकिन आइए इसे एक नमूना समस्या को हल करने के लिए अभी काम पर रखें:
आपके माता-पिता आपको 10 किलोग्राम भार साफ कपड़े धोने के लिए ऊपर ले जाने के लिए कहते हैं। यदि सामान्य रूप से आपको सीढ़ियाँ चढ़ने में 30 सेकंड लगते हैं, और सीढ़ियाँ 3 मीटर ऊँची हैं, तो अनुमान लगाएँ सीढ़ियों के नीचे से कपड़े ले जाने के लिए आपको कितनी शक्ति खर्च करने की आवश्यकता होगी ऊपर।
संकेत के आधार पर, हम उस समय को जानते थेतो30 सेकंड का होगा, लेकिन हमारे पास काम के लिए कोई मूल्य नहीं हैवू. हालाँकि, हम अनुमान के लिए परिदृश्य को सरल बना सकते हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत कदम पर कपड़े धोने को ऊपर और आगे बढ़ाने के बारे में चिंता करने के बजाय, मान लें कि आप इसे अपनी प्रारंभिक ऊंचाई से सीधी रेखा में उठा रहे हैं। अब हम का उपयोग कर सकते हैंपी = एफ × घ / तोयांत्रिक शक्ति की अभिव्यक्ति, लेकिन हमें अभी भी शामिल बल का पता लगाने की आवश्यकता है।
कपड़े धोने के लिए, आपको उस पर गुरुत्वाकर्षण बल का प्रतिकार करना चाहिए। चूँकि गुरुत्वाकर्षण बल. हैएफ = मिलीग्रामनीचे की दिशा में, आपको यही बल ऊपर की दिशा में लगाना चाहिए। ध्यान दें किजीगुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है जो पृथ्वी पर 9.8 m/s. है2. इसे ध्यान में रखते हुए, हम मानक शक्ति सूत्र का एक विस्तारित संस्करण बना सकते हैं:
P=mg\frac{d}{t}
और हम द्रव्यमान, त्वरण, दूरी और समय के लिए अपने मूल्यों में प्लग कर सकते हैं:
P=(10\बार 9.8)\frac{3}{30}=9.08\text{ वाट}
तो आपको कपड़े धोने के लिए लगभग 9.08 वाट खर्च करने होंगे।
जटिलता पर एक अंतिम नोट
हमारी चर्चा काफी सीधे-सीधे परिदृश्यों और अपेक्षाकृत सरल गणित तक सीमित रही है। उन्नत भौतिकी में, यांत्रिक शक्ति समीकरण के परिष्कृत रूपों में कलन के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है और लंबे, अधिक जटिल सूत्र जो कई ताकतों, घुमावदार गति और अन्य जटिलताओं को ध्यान में रखते हैं कारक
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