Lahko najdeš mehanska močv uporabi povsod v sodobnem svetu. Ste se danes vozili z avtom? Za premikanje med seboj povezanih serij mehanskih komponent je uporabljal energijo, bodisi iz goriva ali iz akumulatorja osi, zobniki, jermeni in tako naprej - dokler končno ta energija ni bila uporabljena za vrtenje koles in premikanje vozila naprej.
Močv fiziki je meriloocenitipri katerem delose izvaja skozi čas. Beseda "mehanski" je zgolj opisna; vam pove, da je moč povezana s strojem in gibanjem različnih komponent, kot sta pogonski sklop avtomobila ali zobniki ure.
Formula mehanske moči uporablja enake temeljne zakone fizike, ki se uporabljajo za druge oblike moči.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
MočP je opredeljeno kot deloWkonecčastpo naslednji formuli. Opomba o enotah: moč naj bo v vatih (W), delo v džuljih (J) in čas v sekundah (s) - vedno preverite, preden priklopite vrednosti.
Mehanska moč sledi istim zakonom, ki urejajo tudi druge vrste moči, na primer kemično ali toplotno. Mehanska moč
je preprosto moč, povezana z gibljivimi sestavnimi deli mehaničnega sistema, na primer zobniki, kolesi in jermenice znotraj starinske ure.Energija, sila, delo in moč
Da bi razumeli izraz za mehansko moč, je koristno postaviti štiri medsebojno povezane izraze:energija, sila, deloinmoč.
- TheenergijaEpredmet vsebuje je merilo, koliko dela lahko opravi; z drugimi besedami, koliko gibanja lahko ustvari. Meri se v džulih (J).
- AsilaFje v bistvu push ali pull. Sile prenašajo energijo med predmeti. Tako kot hitrost ima sila tudi obojevelikostinsmer. Izmerjeno je v Newtonih (N).
- Če sila premika predmetv isti smerideluje, deluje delo. Po definiciji je za izvedbo ene enote dela potrebna enota energije. Ker sta energija in delo opredeljena medsebojno, se oba merita v džulih (J).
- Močje merilo ocenitipri katerem opravljeno deloaliporabljena energija čez čas. Standardna enota moči je vat (W).
Enačba za mehansko moč
Zaradi razmerja med energijo in delom obstajata dva pogosta načina matematičnega izražanja moči. Prva je v smisludelo Winčas t:
P = \ frac {W} {t}
Moč v linearnem gibanju
Če imate opravka z linearnim gibanjem, lahko domnevate, da katera koli sila, ki deluje, premika predmet naprej ali nazaj po ravni poti v skladu z delovanjem sile - pomislite na vlake na a skladbo. Ker usmerjena komponenta v bistvu skrbi zase, lahko moč izrazite tudi s preprosto formulosila, razdalja, inhitrost.
V teh situacijahdelo Wlahko definiramo kotsila F × razdalja d. Priključite to na osnovno enačbo zgoraj in dobite:
P = \ frac {Fd} {t}
Ste opazili kaj znanega? Z linearnim gibanjem,razdaljadeljeno sčasje definicija zahitrost (v), zato lahko moč izrazimo tudi kot:
P = F \ frac {d} {t} = Fv
Primer izračuna: nošenje perila
V redu, to je bilo veliko abstraktne matematike, ampak dajmo zdaj to delo, da bomo rešili vzorčni problem:
Starši vas prosijo, da gor nosite 10 kilogramov čistega perila. Če za vzpon po stopnicah običajno potrebujete 30 sekund in so stopnice visoke 3 metre, ocenite koliko energije boste potrebovali za prevoz oblačil od dna stopnišča do ulice vrh.
Na podlagi poziva smo takrat vedelitbo trajalo 30 sekund, vendar nimamo vrednosti za deloW. Vendar lahko zaradi ocene poenostavimo scenarij. Namesto da bi vas skrbelo, da perilo premikate navzgor in naprej na vsakem posameznem koraku, predpostavimo, da ga preprosto dvigujete v ravni črti od začetne višine. Zdaj lahko uporabimoP = F × d / tizražanje mehanske moči, vendar moramo še vedno ugotoviti vpleteno silo.
Če želite nositi perilo, morate nanj upreti silo teže. Ker je sila gravitacijeF = mgv smeri navzdol morate uporabiti isto silo v smeri navzgor. Upoštevajte togje pospešek zaradi gravitacije, ki na Zemlji znaša 9,8 m / s2. S tem v mislih lahko ustvarimo razširjeno različico standardne formule moči:
P = mg \ frac {d} {t}
In lahko vstavimo svoje vrednosti za maso, pospešek, razdaljo in čas:
P = (10 \ krat 9,8) \ frac {3} {30} = 9,08 \ besedilo {vatov}
Za prenos perila boste torej morali porabiti približno 9,08 vatov.
Končna opomba o zapletenosti
Naša razprava je bila omejena na dokaj enostavne scenarije in razmeroma preprosto matematiko. V napredni fiziki lahko zahtevne oblike enačbe mehanske moči zahtevajo uporabo računa in daljše, bolj zapletene formule, ki upoštevajo več sil, ukrivljeno gibanje in druge zaplete dejavniki.
Če potrebujete podrobnejše informacije, Baza podatkov HyperPhysics gostiteljica Georgia State University je odličen vir.