Можете наћи механичка снагау употреби свуда у савременом свету. Да ли сте се данас возили аутомобилом? Употребљавао је енергију, било из горива или из батерије, за померање међусобно повезане серије механичких компонената - осовине, зупчаници, каишеви и тако даље - све док, коначно, та енергија није искоришћена за окретање точкова и померање возила напред.
Снагау физици је мера застопана којој радитиизводи се током времена. Реч „механички“ је само описна; говори вам да је снага повезана са машином и кретањем различитих компонената попут погонског склопа аутомобила или зупчаника сата.
Формула механичке снаге користи исте основне законе физике који се користе за друге облике моћи.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
СнагаП. дефинише се као радитиВготововреметпрема следећој формули. Напомена о јединицама: снага треба да буде у ватима (В), рад у џулима (Ј) и време у секундама (с) - увек двапут проверите пре него што прикључите вредности.
Механичка снага следи исте законе који регулишу и друге врсте снаге као што су хемијска или термичка.
Механичка снагаје једноставно снага повезана са покретним компонентама механичког система, на пример зупчаницима, точковима и ременицама унутар старинског сата.Енергија, сила, рад и снага
Да би се разумео израз за механичку снагу, корисно је изложити четири међусобно повезана израза:енергије, сила, радитииснага.
- ТхеенергијеЕ.објекат садржи је мера колико посла може да уради; другим речима, колико покрета може да створи. Мери се у џулима (Ј).
- А.силаФје у суштини гурање или повлачење. Силе преносе енергију између предмета. Као и брзина, сила има и једно и друговеличинаиправац. Мерено је у Њутнима (Н).
- Ако сила помера предмету истом правцуто је глума, то изводи радити. По дефиницији је потребна једна јединица енергије за обављање једне јединице рада. Будући да су енергија и рад дефинисани у међусобном смислу, мере се у џулима (Ј).
- Снагаје мера за стопана којој обавља се радиликористи се енергија током времена. Стандардна јединица снаге је ват (В).
Једначина за механичку снагу
Због односа између енергије и рада, постоје два уобичајена начина математичког изражавања моћи. Прва је у погледурадити Вивреме т:
П = \ фрац {В} {т}
Снага у линеарном кретању
Ако се бавите линеарним кретањем, можете претпоставити да било која примењена сила помера објекат напред или назад дуж праве стазе у складу са деловањем силе - мислите на возове на а трацк. Будући да се усмерена компонента у основи брине о себи, моћ можете да изразите и помоћу једноставне формуле помоћусила, удаљеност, ибрзина.
У овим ситуацијама,радити Вможе се дефинисати каосила Ф × удаљеност д. Прикључите то на основну једначину горе и добићете:
П = \ фрац {Фд} {т}
Приметили сте нешто познато? Са линеарним кретањем,удаљеностподељено савремеје дефиниција забрзина (в), тако да снагу можемо изразити и као:
П = Ф \ фрац {д} {т} = Фв
Пример прорачуна: ношење веша
ОК, то је била пуно апстрактне математике, али ставимо је сада на посао да решимо узорак проблема:
Родитељи траже да горе носите 10 килограма чистог рубља. Процените ако вам обично треба 30 секунди да се попнете степеницама, а степенице су високе 3 метра колико снаге ће вам требати да однесете одећу од дна степеништа до врх.
На основу упита знали смо то времетбиће 30 секунди, али немамо вредност за радВ. Међутим, можемо поједноставити сценарио ради процене. Уместо да бринете о померању веша нагоре и напред на сваком појединачном кораку, претпоставимо да га једноставно подижете у равној линији са почетне висине. Сада можемо користитиП. = Ф × д / тизраз механичке снаге, али још увек морамо да утврдимо укључену силу.
Да бисте носили веш, морате да се супротставите сили гравитације на њему. Пошто је сила гравитацијеФ = мгу смеру надоле, морате применити исту силу у правцу нагоре. Напоменути дагје убрзање услед гравитације које на Земљи износи 9,8 м / с2. Имајући ово на уму, можемо створити проширену верзију стандардне формуле снаге:
П = мг \ фрац {д} {т}
И можемо укључити своје вредности за масу, убрзање, удаљеност и време:
П = (10 \ пута 9,8) \ фрац {3} {30} = 9,08 \ тект {вати}
Дакле, за ношење веша мораћете да потрошите око 9,08 вати.
Завршна напомена о сложености
Наша дискусија била је ограничена на прилично једноставне сценарије и релативно једноставну математику. У напредној физици, софистицирани облици једначине механичке снаге могу захтевати употребу рачуна и дуже, сложеније формуле које узимају у обзир више сила, закривљено кретање и друге компликоване Фактори.
Ако су вам потребне детаљније информације, База података ХиперПхисицс чији је домаћин Државни универзитет Џорџија одличан је ресурс.