Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Енергија, сила, рад и снага
- Једначина за механичку снагу
- Снага у линеарном кретању
- Пример израчуна: Ношење веша
- Завршна напомена о сложености
Можете наћи механичка снага у употреби свуда у савременом свету. Да ли сте се данас возили аутом? Користила је енергију, било из горива било из акумулатора, за померање међусобно повезаних серија механичких компоненти - осовина, зупчаника, појасева и тако даље - све док се, коначно, та енергија није користила за закретање точкова и померање возила напред.
Снага у физици је мерило рате на којој посао се изводи с временом. Реч механички је само описна; говори вам да је снага повезана са машином и кретањем различитих компоненти попут преноса аутомобила или зупчаника сата.
Формула механичке моћи користи исте темељне законе физике које се користе у другим облицима моћи.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Снага П је дефинисано као посао В преко време т према следећој формули. Напомена о јединицама: снага треба да буде у ватима (В), рад у џуловима (Ј), а време у секундама - увек два пута проверите пре укључивања вредности.
П = В / т
Механичка снага слиједи исте законе који регулишу друге врсте снаге попут хемијске или термичке. Механичка снага је једноставно снага повезана са покретним компонентама механичког система, на пример зупчаницима, точковима и ременицама унутар античког сата.
Енергија, сила, рад и снага
Да бисте имали смисла за израз механичке снаге, корисно је поставити четири међусобно повезана појма: енергије, сила, посао и снаге.
Једначина за механичку снагу
Због односа енергије и рада, постоје два уобичајена начина математичког изражавања моћи. Прво је у смислу посао В и време т:
П = В/т
Снага у линеарном кретању
Ако се бавите линеарним кретањем, можете претпоставити да било која сила која се примјењује било помиче објект према напријед или натраг равно правцем у складу са дјеловањем сила - мислите на возове на прузи. Будући да се усмерена компонента у основи брине о себи, можете да изразите снагу и помоћу једноставне формуле користећи сила, удаљеност, и брзина.
У тим ситуацијама, посао В може се дефинисати као сила Ф × удаљеност Д. Прикључите га основној једначини горе и добићете:
П = Ф ×д / т
Приметите нешто познато? Са линеарним кретањем, удаљеност подељено са време је дефиниција за брзина (в), тако да моћ можемо изразити и као:
П = Ф(Д/т) = Ф × в
Пример израчуна: Ношење веша
У реду, то је било пуно апстрактне математике, али дозволимо јој да сада делује на решавању узорка проблема:
Родитељи вас траже да носите 10 килограма чистог веша горе. Ако вам је обично потребно 30 секунди да бисте се попели степеницама, а степенице су високе 3 метра, процените колико ћете снаге требати да потрошите одећу са дна степеништа до врха.
На основу брзине, знали смо то време т ће бити 30 секунди, али ми немамо вредност за рад В. Међутим, можемо да поједноставимо сценарио ради процене. Уместо да бринете о померању веша горе и напред на сваком поједином кораку, претпоставимо да га једноставно подижете у правој линији од почетне висине. Сада можемо да користимо П = Ф × Д / т израз механичке снаге, али још увек морамо да утврдимо која је сила укључена.
Да бисте носили рубље, морате се супротставити сили гравитације на њега. Откад је сила гравитације Ф = мг у правцу према доле, морате примијенити исту силу у правцу према горе. Напоменути да г је убрзање услед гравитације које на Земљи износи 9,8 м / с2. Имајући то у виду, можемо да направимо проширену верзију стандардне формуле снаге:
П = (м × г) (Д / т)
И ми можемо да укључимо наше вредности за масу, убрзање, удаљеност и време:
П = (10 кг × 9,8 м / с)2) (3 м / 30 с)
П = 9,08 вата
Тако да ћете за ношење веша морати потрошити око 9,08 вата.
Завршна напомена о сложености
Наша дискусија је ограничена на прилично јасне сценарије и релативно једноставну математику. У напредној физици, софистицирани облици механичке једнаџбе снаге могу захтевати употребу рачунице и дуже, сложеније формуле које узимају у обзир више сила, закривљено кретање и друге факторе који усложњавају потешкоће.
Ако су вам потребне детаљније информације, база података ХиперПхисицс која је домаћин на Универзитету Георгиа, одличан је извор.