FIZIKAI ERŐ: KÉPLETEK, TELJESÍTMÉNYTÍPUSOK ÉS PÉLDÁK - FIZIKAI - 2026

A fizikai teljesítmény az egységnyi idő alatt felhasznált munka (vagy energia) mennyiségére vonatkozik. A teljesítmény egy skaláris nagyságrendű, mértékegysége a Nemzetközi Egységrendszerben másodpercenként joule (J / s), amelyet Wattnak hívnak James Watt tiszteletére.

Egy másik meglehetősen általános mértékegység a hagyományos lóerő. A fizikában különféle típusú energiákat tanulmányoznak: többek között a mechanikai erőt, a hangteljesítményt, a fűtőteljesítményt. Általában van egy intuitív ötlet a potencia jelentéséről. Általában nagyobb energiával, nagyobb fogyasztáshoz társul.

Így egy villanykörte több villamos energiát fogyaszt, ha nagyobb a teljesítménye; Ugyanez vonatkozik a hajszárítóra, a hűtőre vagy a személyi számítógépre.

Ezért teljes mértékben meg kell érteni annak jelentését, a létező különféle hatalmi típusokat, meg kell érteni, hogyan számítják ki, és milyen kapcsolat áll fenn a leggyakoribb mértékegységek között.

képletek

Meghatározása szerint az eltelt vagy a megadott energia kiszámításához egy időintervallumban a következő kifejezést kell használni:

P = W / t

Ebben a kifejezésben P hatalom, W munka és t idő.

Ha azt akarja, hogy kiszámítsa a pillanatnyi teljesítményt, akkor az alábbi képletet kell használnia:

Ebben a képletben ∆t az idő növekedése, F az erő és v a sebesség.

egységek

A hatalom egyedisége a Nemzetközi Egységrendszerben a másodpercenkénti joule (J / s), azaz watt (W). Bizonyos helyzetekben ez is nagyon gyakori más egységek, például kilowatt (kW), lóerő (CV) felhasználásával.

Természetesen a kilowatt 1000 wattnak felel meg. A lóerő és a watt közötti egyenértékűség a következő:

1 CV = 745,35 W

Egy másik energiaegység, bár használata ritkábban fordul elő, az másodpercenkénti erg (erg / s), amely ^10–7 W-nak felel meg.

Fontos különbséget tenni a kilovatt és a kilowattóra (kWh) között, mivel ez utóbbi energia vagy munka egységét képezi, nem pedig energiát.

Típusok

A létező különféle hatalomtípusok közül néhány a legfontosabb azok közül, amelyeket az alábbiakban tanulmányozunk.

Mechanikai erő

A merev szilárd anyagnak kifejtett mechanikai erőt úgy kapjuk, hogy a terméket a teljes keletkező erő és az adott testre továbbított sebesség között megkapjuk.

P = F ∙ v

Ez a kifejezés egyenértékű a P = W / t kifejezéssel, és valójában ebből származik.

Abban az esetben, ha a merev szilárd anyag forgási mozgása is megtörténik, és ezért a rá kifejtett erők módosítják annak szögsebességét, szöggyorsulást eredményezve, akkor:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Ebben a kifejezésben M az alkalmazott erőkből származó momentum és ω a test szögsebessége.

Elektromos energia

Az elektromos alkatrész által szolgáltatott vagy elfogyasztott villamos energia az említett alkotóelem által leadott vagy elnyelt elektromos energia mennyiségének és az rá eltöltött időnek a felosztása eredménye. A következő kifejezésből számolják:

P = V ∙ I

Ebben az egyenletben a V az alkotóelem közötti potenciális különbség, és I az rajta áthaladó elektromos áram intenzitása.

Abban az esetben, ha az alkatrész elektromos ellenállás, a következő kifejezések használhatók a teljesítmény kiszámításához: P = R ∙ I ² = V ² / R, ahol R a kérdéses alkatrész elektromos ellenállásának értéke.

Fűtési teljesítmény

Egy alkotóelem fűtőteljesítményét úgy kell meghatározni, hogy az említett egység által hőként eloszlatott vagy hőként kibocsátott energiamennyiséget időegységben adja meg. A következő kifejezésből számolják:

P = E / t

Ebben a kifejezésben az E a hő formájában felszabaduló energia.

Hangteljesítmény

A hangteljesítmény alatt azt az energiát értjük, amelyet egy hanghullám egy időegységben egy meghatározott felületen keresztül szállít.

Ilyen módon a hangteljesítmény egyaránt függ a hanghullám intenzitásától és az említett hullám által áthaladott felülettől, és a következő integrállal számolható ki:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

Ebben az integrálban Ps a hullám hangteljesítménye, Is a hullám hangintenzitása, és dS a hullám által keresztelt felületi különbség.

Névleges teljesítmény és valós teljesítmény

A névleges teljesítmény az a legnagyobb teljesítmény, amelyet egy gép vagy motor igényel vagy képes nyújtani normál használati körülmények között; vagyis az a maximális teljesítmény, amelyet a gép vagy motor képes támogatni vagy felkínálni.

A névleges kifejezést azért használják, mert általában ezt az erőt használják a gép jellemzésére, megnevezésére.

Másrészt a tényleges vagy hasznos teljesítmény, azaz a gép vagy motor által ténylegesen felhasznált, generált vagy felhasznált teljesítmény általában eltér a névlegestől, általában kevesebb.

Példák

Első példa

Szeretne 100 kg-os zongorát darálni egy hetedik emeletre, amely 20 méter magas. A daru 4 másodpercet vesz igénybe a zongora felemeléséhez. Számítsa ki a daru teljesítményét.

Megoldás

A teljesítmény kiszámításához a következő kifejezést kell használni:

P = W / t

Mindenekelőtt a daru által elvégzett munkát kell kiszámítani.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 N

Ezért a daru teljesítménye:

P = 19,600 / 4 = 4900 W

Második példa

Számítsuk ki egy 10 Ω ellenállás által elosztott teljesítményt, ha 10 A áram van.

Megoldás

Ebben az esetben ki kell számítani az elektromos energiát, amelyre a következő képletet használják:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W

Irodalom

1. Resnik, Halliday és Krane (2002). Fizika 1. kötet. Cecsa.
2. Teljesítmény (fizikai). (ND). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. május 3-án, az es.wikipedia.org webhelyről.
3. Teljesítmény (fizika). (ND). A Wikipediaban. Visszakeresve: 2018. május 3-án, az en.wikipedia.org webhelyről.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Fizika 4. CECSA, Mexikó.
5. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Fizika tudósok és mérnökök számára (6. kiadás). Brooks / Cole.