Formule i jedinice fizičke snage, vrste moći (s primjerima)



fizička snaga odnosi se na količinu obavljenog posla (ili potrošene energije) po jedinici vremena. Snaga je skalarna veličina, njezina jedinica mjerenja u Međunarodnom sustavu jedinica u srpnju u sekundi (J / s), poznata kao Watt u čast Jamesu Wattu.

Još jedna uobičajena mjerna jedinica je tradicionalni parni konj. U fizici se istražuju različite vrste moći: mehanička snaga, zvučna snaga, kalorijska snaga, među ostalima. Općenito, postoji intuitivna ideja o značenju moći. Obično se povezuje s većom snagom, većom potrošnjom. 

Dakle, žarulja troši više električne energije ako je njezina snaga veća; isto se događa s sušilom za kosu, radijatorom ili osobnim računalom.

Stoga je potrebno razumjeti njegovo značenje, različite vrste moći koje postoje i razumjeti kako se izračunava i koji su odnosi između njegovih najčešćih mjernih jedinica..

indeks

  • 1 Formule
  • 2 jedinice
  • 3 Tipovi napajanja
    • 3.1 Mehanička snaga
    • 3.2 Električna energija
    • 3.3 Toplinska snaga
    • 3.4 Zvučna snaga
    • 3.5 Nazivna snaga i stvarna snaga
  • 4 Primjeri
    • 4.1 Prvi primjer
    • 4.2 Drugi primjer
  • 5 Reference

formula

Po definiciji, za izračunavanje potrošene ili isporučene snage u vremenskom intervalu koristi se sljedeći izraz:

P = W / t

U ovom izrazu P je snaga, W je rad i t je vrijeme.

Ako želite izračunati trenutnu snagu, upotrijebite sljedeću formulu:

U ovoj formuli Δt je porast vremena, F je sila, a v brzina.

jedinice

Jedinstvenost snage u međunarodnom sustavu jedinica je srpanj u sekundi (J / s), poznat kao watt (W). Također je uobičajeno da se u nekim kontekstima koriste i druge jedinice kao što je kilovat (kW), konjska snaga (CV),.

Očito, kilovat je ekvivalentan 1000 vati. S druge strane, ekvivalentnost između konja pare i vata je sljedeća:

1 CV = 745,35 W

Drugi pogonski uređaj, iako je njegova uporaba mnogo rjeđa, je ergij u sekundi (erg / s), što je jednako 10-7 W.

Važno je razlikovati kilovat od kilovat-sata (kWh), budući da je potonja jedinica energije ili rada, a ne snaga.

Tipovi napajanja

Među različitim vrstama moći koje postoje, neke od najvažnijih su one koje će se dalje proučavati.

Mehanička snaga

Mehanička snaga na krutu čvrstu tvar dobiva se djelovanjem proizvoda između ukupne dobivene primijenjene sile i brzine koja se prenosi na to tijelo..

P = F. V

Ovaj izraz je ekvivalentan izrazu: P = W / t, a zapravo je dobiven iz njega.

U slučaju da postoji i rotacijsko kretanje krute krutine i da, stoga, sile koje djeluju na nju mijenjaju njegovu kutnu brzinu, što dovodi do kutnog ubrzanja, mora:

P = F + v + M ∙ ω

U tom je izrazu M rezultirajući trenutak primijenjenih sila i ω je kutna brzina tijela.

Električna energija

Električna energija koju isporučuje ili troši električna komponenta rezultat je dijeljenja količine električne energije koju isporučuje ili apsorbira ta komponenta i vremena provedenog na njoj. Izračunava se iz sljedećeg izraza:

P = V. I

U ovoj jednadžbi V je razlika potencijala kroz komponentu i I je struja električne struje koja ga prelazi.

U konkretnom slučaju da je komponenta električni otpor, za izračunavanje snage mogu se koristiti sljedeći izrazi: P = R ∙ I2 = V2 / R, gdje je R vrijednost električnog otpora predmetne komponente.

Toplinska snaga

Kalorična snaga komponente se definira kao količina energije koja se raspršuje ili oslobađa u obliku topline navedenom komponentom u jedinici vremena. Izračunava se iz sljedećeg izraza: 

P = E / t

U navedenoj ekspresiji E je energija koja se oslobađa u obliku topline.

Snaga zvuka

Zvučna snaga se definira kao energija koja se prenosi zvučnim valom u jedinici vremena kroz određenu površinu.

Prema tome, snaga zvuka ovisi kako o intenzitetu zvučnog vala tako i o površini koju prolazi spomenuti val, i izračunava se pomoću sljedećeg integrala:

PS =S  jaS S d S

U ovom integralu Ps je zvučna snaga vala, Is je intenzitet zvuka vala, a dS je razlika površine koju je prešao val.

Nominalna snaga i stvarna moć

Nominalna snaga je maksimalna snaga koju stroj ili motor trebaju ili mogu ponuditi u normalnim uvjetima uporabe; to jest, maksimalna snaga koju stroj ili motor mogu podržati ili ponuditi.

Nominalni izraz se koristi zato što se ta moć općenito koristi za karakterizaciju stroja, kako bi ga nazvali.

S druge strane, stvarna ili korisna snaga - to jest, snaga koja se zapravo koristi, stvara ili koristi stroj ili motor - općenito se razlikuje od nominalne snage, što je obično manje.

Primjeri

Prvi primjer

Želite podići klavir od 100 kg s dizalicom na sedmi kat koji je na visini od 20 metara. Dizalica treba 4 sekunde da se popne na klavir. Izračunajte snagu dizalice.

otopina

Za izračun snage koristi se sljedeći izraz:

P = W / t

Međutim, prije svega potrebno je izračunati rad dizalice.

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

Stoga će snaga dizalice biti:

P = 19,600 / 4 = 4900 W

Drugi primjer

Izračunajte snagu raspršenu 10 or otpornikom koju prelazi struja od 10 A.

otopina

U tom slučaju potrebno je izračunati električnu snagu za koju se koristi sljedeća formula:

P = R. I2 = 10. 102 = 1000 W 

reference

  1. Resnik, Halliday i Krane (2002). Fizika svezak 1. Cecsa.
  2. Snaga (fizička). (N. D.). U Wikipediji. Preuzeto 3. svibnja 2018. s es.wikipedia.org.
  3. Moć (fizika). (N. D.). U Wikipediji. Preuzeto 3. svibnja 2018. s en.wikipedia.org.
  4. Resnick, Robert i Halliday, David (2004). 4. Fizika. CECSA, Meksiko.
  5. Serway, Raymond A. Jewett, John W. (2004). Fizika za znanstvenike i inženjere (6. izdanje). Brooks / Cole.