Moč (fizika): definicija, formula, enote, kako najti (z primeri)

Bodybuilder in petošolec bi lahko vse knjige odnesel s police po stopnicah, vendar verjetno ne bosta opravila naloge v enakem času. Bodybuilder bo verjetno hitrejši, ker ima višjonazivna močkot peti razred.

Podobno dirkalnik z visokimkonjskih močibo lahko potoval dlje veliko hitreje kot konj.

TL; DR (predolgo; Nisem prebral)

Moč je merilo, koliko dela je opravljenega v časovnem intervalu.

Kratka opomba o konjskih močeh: Izraz naj bi primerjal moč parnega stroja s konjskim, saj bi lahko pri 700-konjskem motorju približno 700-krat opravil en sam konj. To sega v čas, ko so bili parni stroji novi in ​​je deloval eden najvidnejših izumiteljev za izboljšanje njihove učinkovitosti, James Watt je izraz uvedel kot način, kako prepričati povprečnega človeka o svojem vredno.

Obstajata dva načina za izračun moči, odvisno od tega, katere informacije so na voljo. Poleg tega obstajata dve enoti moči, ki sta enako veljavni.

1. Moč v smislu dela in časa:

Kje deloWse meri v newtonskih metrih (Nm) in častse meri v sekundah.

2. Moč glede na silo in hitrost:

Kjer silaFje v Newtonih (N) in hitrostvje v metrih / sekundo (m / s).

Te enačbe niso naključno enakovredne. Drugo enačbo lahko iz prve izpeljemo tako:

Upoštevajte todeloje enako kotsila krat pomik:​

Nadomestite to v prvo enačbo moči:

Potem, ker premik v kateri koli časovni enotije hitrost(v = d / t), na koncu prepišite izraze kotvda dobimo drugo enačbo moči.

Enota moči SIstrje ponavadi predstavljen kotVati (W), poimenovan po istem Jamesu Watt-u, ki je oblikoval motorje in jih primerjal s konji. Žarnice in drugi gospodinjski aparati običajno vsebujejo to enoto na svojih oznakah.

Če pogledamo drugo formulo moči, pa pridemo do druge enote. Hitrost sile s hitrostjo meri v enotah Newton-metrov na sekundo (Nm / s). Potem, ker je enota energije Joule opredeljena tudi kot en Newton-meter (Nm), lahko prvi del tega namesto tega prepišemo kot Joule, kar ima za posledico drugo enoto moči SI:Joulov na sekundo (J / s).​

• Moč lahko merimo v vatih (W) ali džulih na sekundo (J / s).

Upoštevanje opredelitve moči in dveh načinov, kako jo najti, prinaša več načinovpovečati nekaj moči: povečajte njegovo trdnost (uporabite večsila) ali hitreje opravite isto delo (zmanjšajtetali povečativ). Močan avto je močaninhiter, šibek pa ne. Thelažje in hitreje je mogoče delati,močnejšisubjekt, ki opravlja delo.

• Kako povečati moč: več naredite v krajšem časovnem obdobju.

To tudi pomeni, da bi zelo močan stroj, recimo zelo mišičast bodybuilder, še vedno lahkopomanjkanje moči. Oseba, ki lahko dvigne zelo velik tovor, a le zelo počasi, je manj močna od nekoga, ki ga lahko hitro dvigne.

Podobno tudi zelo hiter stroj ali oseba, ki ne naredi veliko, nekdo, ki se hitro vrti na svoje mesto, vendar ne pride nikamor, pravzaprav ni močan.

1. Usain Bolt je v svojem sprintu na 100 m, ki je trajal 9,58 sekunde, ustvaril približno 25 W moči. Koliko dela je opravil?

KerPintso podani inWni znana, uporabite prvo enačbo:

2. S kakšno povprečno silo je med tekom pritiskal ob tla?

Oddelov Nm je že znano, kot tudipremikv metrih, če delimo na dolžino dirke, dobimosila(povedano drugače,deloje enako kotsila krat pomik:Š = F × d):

3. Koliko moči ustvari 48-kilogramska oseba, ki si vzame 6 sekund za dirko po 3-metrskem stopnišču?

V tej težavi sta podana premik in čas, kar hitro omogoča izračun hitrosti:

Druga enačba moči ima hitrost, vključuje pa tudi silo. Oseba, ki teče po stopnicah, deluje proti gravitacijski sili. Torej silo v tem primeru lahko najdemo z njihovo maso in pospeškom zaradi gravitacije, ki je na Zemlji vedno enaka 9,8 m / s².

Zdaj sta sila in hitrost v drugi formuli moči:

Upoštevajte, da je odločitev, da se enote tukaj pustijo kot J / s in ne kot Watts, poljubna. Enako sprejemljiv odgovor je 235,2 W.

4. Ena konjska moč v enotah SI znaša približno 746 vatov, kar temelji na obremenitvi, ki bi jo sposoben konj lahko nosil eno minuto. Koliko dela je v tem času opravil vzorčni konj?

Edini korak pred priključitvijo vrednosti moči in časa v prvo enačbo je zagotoviti, da je čas v ustreznih SI enotah sekund, tako da eno minuto prepišete v 60 sekund. Nato:

Številne elektroenergetske službe odjemalcem zaračunajo plačilo glede na njihovokilovatnih uruporabe. Če želite razumeti pomen te skupne enote električne energije, začnite z razčlenitvijo enot.

Predponakilogrampomeni 1.000, torej akilovat (kW)je enako 1000 vatov. Tako je akilovatna ura (kWh)je količina kilovatov, porabljenih v eni uri časa.

Če želite prešteti kilovatne ure, pomnožite število kilovatov na uporabljene ure. Če torej nekdo 10 ur žarnico uporablja 100 W, bo porabil skupaj 1.000 W ali 1 kWh električne energije.

1. Električno podjetje zaračuna 0,12 USD na kilovatno uro. 30 minut se uporablja zelo močan vakuum s 3000 W. Koliko stane ta količina energije lastnike stanovanj?

3.000 W = 3 kW

30 minut = 0,5 ure

2. Isti pripomoček gospodinjstvu odobri 10 dolarjev za vsakih 4 kWh električne energije, ki jo vrne v omrežje. Sonce zagotavlja približno 1000 W moči na kvadratni meter. Če dva kvadratna metra velika sončna celica v hiši 8 ur zbira energijo, koliko denarja ustvari?

Glede na informacije v težavi mora sončna celica od Sonca zbrati 2000 W oziroma 2 kW. V 8 urah je to 16 kWh.