Bulabilirsin Mekanik Güçmodern dünyanın her yerinde kullanılıyor. Bugün arabaya bindin mi? Birbirine bağlı bir dizi mekanik bileşeni hareket ettirmek için yakıttan veya pilden gelen enerjiyi kullandı. akslar, dişliler, kayışlar vb. – sonunda bu enerji tekerlekleri döndürmek ve aracı hareket ettirmek için kullanılana kadar ileri.
Güçfizikte bir ölçüdüroranhangi işzamanla yapılıyor. “Mekanik” sözcüğü yalnızca tanımlayıcıdır; gücün bir makineyle ve bir arabanın aktarma organları veya bir saatin çarkları gibi farklı bileşenlerin hareketiyle ilişkili olduğunu söyler.
Mekanik güç formülü, diğer güç biçimleri için kullanılan aynı temel fizik yasalarını kullanır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
GüçP olarak tanımlanır işWbitmişzamantaşağıdaki formüle göre. Birimlerle ilgili not: güç watt (W), çalışma joule (J) ve zaman saniye (s) cinsinden olmalıdır – değerlerinizi takmadan önce daima iki kez kontrol edin.
Mekanik güç, kimyasal veya termal gibi diğer güç türlerini yöneten yasaların aynısını izler. Mekanik Güç
basit bir şekilde mekanik bir sistemin hareketli bileşenleriyle ilişkili güçtür, örneğin antika bir saatin içindeki dişliler, tekerlekler ve makaralar.Enerji, Kuvvet, İş ve Güç
Mekanik güç ifadesini anlamlandırmak için birbiriyle ilişkili dört terimi ortaya koymak faydalı olacaktır:enerji, güç, işvegüç.
- enerjiEbir nesnenin içerdiği, ne kadar iş yapabileceğinin bir ölçüsüdür; başka bir deyişle, ne kadar hareket yaratma potansiyeline sahiptir. Joule (J) cinsinden ölçülür.
- birgüçFözünde bir itme veya çekmedir. Kuvvetler nesneler arasında enerji aktarımı yapar. Hız gibi, kuvvet de her ikisine de sahiptir.büyüklükveyön. Newton (N) cinsinden ölçülür.
- Bir kuvvet bir cismi hareket ettirirseaynı yöndeoyunculuk yapıyor, performans sergiliyor iş. Tanım olarak, bir birim işi gerçekleştirmek için bir birim enerjiye ihtiyaç vardır. Enerji ve iş birbirleri ile tanımlandığından, ikisi de joule (J) cinsinden ölçülür.
- Güçbir ölçüsüdür oranhangi iş yapılırveyaenerji kullanılır mesai. Standart güç birimi watt'tır (W).
Mekanik Güç Denklemi
Enerji ve iş arasındaki ilişkiden dolayı, gücü matematiksel olarak ifade etmenin iki yaygın yolu vardır. Birincisi şu açıdaniş Wvezaman t:
P=\frac{W}{t}
Doğrusal Harekette Güç
Doğrusal hareketle uğraşıyorsanız, uygulanan herhangi bir kuvvetin bir nesneyi hareket ettirdiğini varsayabilirsiniz. kuvvetin hareketi doğrultusunda düz bir yol boyunca ileri veya geri – bir Izlemek. Yönlü bileşen temel olarak kendi kendine ilgilendiğinden, gücü kullanarak basit bir formülle de ifade edebilirsiniz.güç, mesafe, vehız.
Bu durumlarda,iş Wolarak tanımlanabilirgüç F × mesafe d. Bunu yukarıdaki temel denkleme takın ve şunları elde edin:
P=\frac{Fd}{t}
Tanıdık bir şey fark ettiniz mi? Doğrusal hareket ile,mesafebölüzamantanımıdırhız (v), böylece gücü şu şekilde de ifade edebiliriz:
P=F\frac{d}{t}=Fv
Örnek Bir Hesaplama: Çamaşır Taşıma
Tamam, bu çok fazla soyut matematikti, ama şimdi örnek bir problemi çözmek için onu çalıştıralım:
Ailen senden üst katta 10 kilo temiz çamaşır taşımanı istiyor. Normalde merdivenleri çıkmanız 30 saniye sürüyorsa ve merdivenler 3 metre yüksekliğindeyse, tahmin edin kıyafetleri merdivenin altından aşağıya taşımak için ne kadar güç harcamanız gerekecek? üst.
İsteme göre, o zamanı biliyordukt30 saniye olacak ama iş için bir değerimiz yokW. Ancak, tahmin uğruna senaryoyu basitleştirebiliriz. Her adımda çamaşırları yukarı ve ileri hareket ettirme konusunda endişelenmek yerine, başlangıç yüksekliğinden itibaren düz bir çizgide kaldırdığınızı varsayalım. Şimdi kullanabilirizP = F × d / tmekanik gücün ifadesi, ancak yine de ilgili kuvveti bulmamız gerekiyor.
Çamaşırları taşımak için, üzerindeki yerçekimi kuvvetine karşı koymalısınız. Yerçekimi kuvveti olduğundanF = mgaşağı yönde, aynı kuvveti yukarı yönde de uygulamalısınız. DikkatgDünya üzerinde 9.8 m/s olan yerçekimi ivmesidir2. Bunu akılda tutarak, standart güç formülünün genişletilmiş bir versiyonunu oluşturabiliriz:
P=mg\frac{d}{t}
Ve kütle, ivme, mesafe ve zaman için değerlerimizi ekleyebiliriz:
P=(10\times 9.8)\frac{3}{30}=9.08\text{ watt}
Yani çamaşırları taşımak için yaklaşık 9,08 watt harcamanız gerekecek.
Karmaşıklık Üzerine Son Bir Not
Tartışmamız oldukça basit senaryolar ve nispeten basit matematikle sınırlıydı. İleri fizikte, mekanik güç denkleminin karmaşık formları, kalkülüs kullanımını gerektirebilir ve birden fazla kuvveti, kavisli hareketi ve diğer karmaşıklığı hesaba katan daha uzun, daha karmaşık formüller faktörler.
Daha ayrıntılı bilgiye ihtiyacınız varsa, HiperFizik veritabanı Georgia Eyalet Üniversitesi tarafından barındırılan mükemmel bir kaynaktır.