Kuasa (Fizik)

Kami menerangkan apakah kuasa, formula, unit, jenis kuasa dan kami meletakkan latihan yang diselesaikan

Kuasa mentol pijar ini ialah 150 w. Semakin tinggi kuasa, lebih banyak kecerahan yang dihasilkan, tetapi penggunaan semasa lebih besar

Apa itu Kekuatan Fizik?

The kuasa Dalam fizik ia adalah magnitud skalar yang digunakan untuk menunjukkan kelajuan dengan kerja yang dilakukan, atau ia dibekalkan atau dimakan oleh tenaga. Ini adalah faktor utama dalam menentukan betapa cekap jentera, serta mengoptimumkan penggunaan tenaga.

Sebagai contoh, pemotong rumput boleh melakukan tugas memotong rumput dalam setengah jam atau mungkin dalam masa dua jam. Jelas, pemotong yang melakukan pekerjaan dalam masa yang kurang, mengembangkan kuasa yang lebih besar, kerana dia melakukan pekerjaan yang sama lebih cepat.

Secara umum, kuasa dinyatakan sebagai:

Dengan syarat bahawa daya menyebabkan tindakan, seperti menggerakkan objek, melakukan pekerjaan mekanikal yang bersamaan dengan tenaga. Apabila masa yang dihabiskan dalam ini dipertimbangkan, konsep kuasa timbul.

Formula

Pertama, kuasa purata ditakrifkan_m, sebagai nisbah antara jumlah kerja yang dilakukan ΔW dan masa ΔT yang diperlukan untuk melakukannya:

Dalam sistem unit antarabangsa, kuasa diukur dalam Joule/kedua, Unit yang dipanggil Watt atau Watt, untuk menghormati jurutera Scotland James Watt (1736-1819), yang menyumbang kepada pembangunan enjin stim.

Unit lain untuk kuasa adalah:

• Kuda Steam (CV).
• Kuda kuasa (HP atau Kuda Kuasa).
• Ergios/kedua.
• Foo ∙ libra/kedua.
• Kalori/kedua.
• Kilograph/Second.
• Btu/jam.

Beberapa kesamaan berlaku di bawah:

• 1 hp = 550 kaki ∙ paun/kedua = 745.7 W = 2545 btu/h

Kilovatio-hora yang sering muncul dalam bil elektrik, bukan unit kuasa, tetapi tenaga, serta unit terma BTU atau British, satu unit yang digunakan secara meluas dalam bidang penyejukan dan penghawa dingin.

Kuasa segera p dikira dengan mengambil selang waktu yang sangat kecil. Membuat Δt → 0 dalam kuasa purata ia berubah menjadi kuasa seketika, yang kemudiannya dinyatakan sebagai kerja yang diperoleh dari kerja berkenaan dengan masa:

Ia boleh melayani anda: Fizik Sebelum Orang Yunani (Antigua Greece)

Kecekapan

Kecekapan jentera diukur dengan membandingkan kerja berguna yang dilakukannya dengan tenaga yang diperlukan untuk melaksanakannya.

Ia berlaku tidak kira betapa sempurna jentera tidak akan berubah menjadi kerja berguna semua tenaga yang disediakan. Apabila terdapat kepingan mudah alih, geseran bertanggungjawab untuk mengubah bahagian menjadi haba dan yang lain mungkin dalam bunyi, yang tidak dimanfaatkan.

Seperti yang dijelaskan di atas, kecekapan mekanikal ε kekal:

Dengan w_s Kerja output dan e_dan Tenaga kemasukan. Dengan mendarabkan sebanyak 100%, kecekapan peratusan diperoleh, yang juga boleh didapati melalui kota antara kuasa input p_dan dan kuasa output p_s:

Sebagai contoh, jika mesin mempunyai kecekapan sebanyak 45%, ini bermakna hanya 45% tenaga yang disumbangkan digunakan untuk tujuan mesin, dan baki 55% hilang dalam haba, bunyi atau bentuk tenaga lain.

Jenis kuasa

Kuasa dapat dibangunkan oleh pelbagai jenis daya, oleh itu kuasa mekanikal, yang dikaitkan dengan objek mudah alih, kuasa elektrik, bunyi, terma dan banyak lagi.

Kuasa mekanikal

Objek bergerak mengembangkan kuasa yang berkaitan dengan kelajuannya. Oleh kerana kerja ditakrifkan sebagai produk skalar antara daya dan anjakan, kuasa segera berlaku oleh:

Di mana:

Ia adalah anjakan yang sangat kecil. Mengingat bahawa kelajuan adalah terbitan kedudukan berkenaan dengan masa:

Apabila menggantikan persamaan ini pada yang sebelumnya, diperolehi bahawa kuasa mekanikal adalah produk skalar antara daya dan vektor halaju:

Ia boleh melayani anda: Kejatuhan Percuma: Konsep, Persamaan, Latihan yang Diselesaikan

Kuasa elektrik

Ia adalah kadar yang mana tenaga menyampaikan sumber atau bateri, kepada caj tertentu yang. Penghantaran ini tidak boleh dibuat pada kadar yang tetap, jadi kuasa purata ditakrifkan:

Di mana v ialah voltan dan Δt adalah selang masa. Jika arus dan voltan tetap dari masa ke masa, arus adalah:

I = q/Δt

Dan kuasa juga tetap, menyatakan dirinya sebagai:

P = i ∙ v

Kuasa bunyi

Gelombang bunyi mengangkut tenaga ketika mereka menyebar, terima kasih kepada tekanan pada zarah medium. Bagi mereka konsep intensiti bunyi digunakan, iaitu kuasa per unit kawasan, yang diukur dalam w/m² Per Se:

Jumlah kuasa dikira oleh integral di permukaan S:

Permukaan boleh, sebagai contoh, radius r r.

Kuasa terma

Ia adalah kadar di mana sistem tertentu mengeluarkan tenaga dalam bentuk haba:

Undang-undang Stefan-Boltzmann

Untuk haba yang dihantar oleh radiasi, undang-undang Stefan-Boltzmann sah:

Di mana:

• T adalah suhu di Kelvin.
• σ adalah pemalar Stefan-Boltzmann: σ = 5.67 × 10⁸ W/(m² K⁴).
• Kelewatan bahan adalah E, yang nilainya adalah antara 0 dan 1 dan tipikal setiap bahan.
• A adalah kawasan permukaan badan.

Contoh kuasa dalam fizik

Penghawa dingin dan pemanas

Penghawa dingin dan peralatan pemanasan diklasifikasikan dengan kuasa mereka. Pengilang dan pereka mempunyai formula empirikal untuk mengira kuasa yang mesti dilakukan oleh peralatan dengan betul dengan dimensi tertentu.

Mentol lampu

Orang biasanya dipandu oleh kekuatan mentol elektrik untuk mengetahui betapa cemerlangnya.

Boleh melayani anda: Undang -undang Watt: Apa, Contoh, Aplikasi

Peralatan rumah

Semua peralatan menunjukkan dalam label mereka kuasa yang mereka makan untuk memenuhi fungsi mereka.

Mesin

Jentera pada umumnya, seperti kren misalnya, diklasifikasikan mengikut kuasa yang mereka buat untuk mengangkat peso.

Peminat mekanikal untuk pesakit di ICU

Kekuatan kipas mekanikal untuk rawatan intensif dipantau dengan teliti untuk mengelakkan luka paru -paru pesakit.

Latihan

Latihan 1

Seorang gadis makan setiap hari bersamaan dengan 8.4 × 10⁶ J untuk menjaga berat badan anda tetap. Berapa kuasa purata yang berkembang terkini?

Penyelesaian

Kuasa purata adalah kerja yang dilakukan setiap unit masa. Sekiranya gadis itu mengekalkan berat badannya yang berterusan, dia menghabiskan semua tenaga makanan untuk melakukan kerja yang berguna. Suatu hari anda mempunyai 24 jam, bersamaan dalam beberapa saat untuk:

1 hari = 24 h = 86400 s

Latihan 2

Kereta sukan yang jisimnya 1500 kg dapat mempercepatkan 0 hingga 90 km/j dalam 5.0 s. Apa kuasa purata yang diperlukan untuk mencapai pecutan ini?

Penyelesaian

Formula untuk kuasa mekanikal digunakan:

Pasukan ini dikira oleh undang -undang kedua Newton:

Percepatan purata kereta, dengan mengandaikan bahawa pergerakan itu bervariasi secara seragam, adalah:

Sebelum diganti, penukaran unit dijalankan:

90 km/h = 25 m/s

Kekuatan dan anjakan berada dalam arah yang sama, oleh itu, kuasa hanyalah produk magnitud daya dengan kelajuan purata:

Menggantikan kuasa:

P = 1500 kg × 5m/s² × 12.5 m/s = 93750 w