Мощността е мярка за това колко бързо се изпълнява дадена задача или колко задачи се изпълняват за даден период от време.
Във физиката понятието мощност свързва количеството енергия, което се консумира или доставя за изпълнение на тези задачи, и времето, което е било използвано.
Ако две машини вършат една и съща работа и една от тях я прави за половината от времето, колкото по-бързо е толкова по-мощно. Ако две машини работят еднакво време и една от тях произвежда два пъти повече, машината, която произвежда най-много, е най-мощната.
Мощността е резултат от разделението между работата и интервала от време, използван за извършване на тази работа, като скаларна величина, тоест не е необходимо да се дефинират посоката и посоката.
Формула за средна мощност
Където:
T е работа, измерена в J (джаули);, измерено в s (секунди).
Тъй като количеството работа, т.е. енергията, използвана или доставена, може да варира за определен период от време, горната формула дава средната мощност.
захранващ блок
В международната система (SI) единицата за работа е джаулът (J), а времето е секундата (ите). Ето защо единицата за мощност е J / s, мярка, толкова важна, че е получила специално име, вата (W), в чест на Джеймс Уат, изобретател, математик и инженер. Смятан от мнозина за предшественик на индустриалната революция, Джеймс Уат усъвършенства парната машина и по-късно патентова собствения си двигател, в допълнение към много други приноси.
Друга концепция, разработена от Джеймс Уат, е HP (Horse-Power) или CV (конски сили).
Обикновено се срещат други начини за представяне на мощността, като множеството kW (1000 W) и MW (1 000 000 W), често използвани при захранването с електрическа енергия.
В фунт-фунт-секунди, 1 ват се изразява като:
Мощност на постоянна сила при преместване
Потенцията се изразява чрез:
Сила F, извършва работа върху тяло, премествайки го от точка А до точка Б. Работата, извършена със сила F при движение на тялото, може да се изчисли, както следва:
Където:
F е постоянна сила, измерена в нютони (N).
d е изместването, измерено в метри (m).
cos θ е косинусът на ъгъл θ. (ъгъл, образуван между посоките на сила и движение)
Мощност на сила като функция от средната скорост
Тъй като средната скорост е изместването, разделено на времето, според съотношението:
Замествайки предишното уравнение на произведението, имаме:
моментна мощност
Мощността е резултат от разделянето на работата и количеството време, използвано за извършване на тази работа. Ако вземем много малък интервал от време, клонящ към нула, имаме моментната мощност.
Където,
означава, че разделянето ще се извърши с a 
много близо до нула.
производителност
Ефективността на машина или устройство е съотношението между реално използваната мощност и мощността, която е получила. Тази полезна мощност е използваемата част, тя е получената мощност минус тази, която се разсейва.
Устройство или машина, които получават количество енергия, не могат напълно да го трансформират в работа, част се губи поради триене, под формата на топлина, шум и други процеси.
Potu = Potr - Potd
Където:
Potu това е полезната сила;
жребче е получената мощност;
Potd е разсейваната мощност.
Формула на дохода
Където,
е доходът;
Potu това е полезната сила;
жребче е получената мощност.
Друг начин за изразяване на добива е да се замени изразът на полезна мощност с добив.
Добивът винаги е по-малък от 100%. За да се разбере защо това се случва, е необходимо да се види, че във формулата полезната мощност, която е в числителя, винаги е по-малка от получената мощност, тъй като винаги има разсейване.
Тъй като това е разделяне между количествата от една и съща единица, добивът няма мерна единица, тъй като те се анулират при разделянето. Ние казваме, че това е безразмерно количество и е обичайно да се изразява като процент.
Идеята за добив може да се разпростре върху електрически, термични и механични машини.
Научете повече за ефективността с Цикъл на Карно.
Упражнения
Въпрос 1
Кораб, който ще транспортира поръчка от коли, акостира, за да го натовари. Превозните средства са в контейнери и имат приблизителна маса от 4000 кг всеки. За да ги премести от пристанището на палубата на кораба, кран ги повдига на височина 30 m. Всяка операция за повдигане на контейнер трае 5 минути.
Изчислете мощността, използвана от крана за изпълнение на тази задача. Помислете за ускорението на гравитацията g, равно на 10 m / s².
Резолюция:
Тъй като средната мощност е работата, разделена на времето и времето вече е осигурено от проблема, трябва да определим работата.
Данни:
m = 4000 kg
височина = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s².
Работата на крана ще бъде дадена със сила на тежестта.
Поради това,
Използваната мощност ще бъде 4 kW.
въпрос 2
На път автомобил се движи с постоянна скорост от 40 m / s. За да извършите това движение, приложете постоянна хоризонтална сила в същата посока като скоростта. Двигателят произвежда мощност от 80 kW. Каква е интензивността на приложената сила?
Резолюция:
Можем да определим силата чрез връзката й с мощността и скоростта.
Данни:
Vm = 40 m / s
Пот = 80 kW
Мощността на постоянна сила се дава от произведението на силата на скоростта и от косинуса на ъгъла, образуван между тях. Тъй като в този случай силата и скоростта са в една и съща посока и посока, ъгълът θ е нула, а косинусът е 1.
Пот = F. Vm. cos θ
Пот = F.Vm. cos 0
Пот = F. Vm. 1
Изолиране на F и заместване на стойностите,
Интензитетът на приложената сила ще бъде 20 kN.
въпрос 3
(Fuvest-SP). Конвейерна лента транспортира 15 случая с напитки в минута от подземен склад до приземния етаж. Пътеката е с дължина 12 м, наклон 30 ° от хоризонталата и се движи с постоянна скорост. Кутиите, които ще се транспортират, вече са поставени със скоростта на конвейера. Ако всяка кутия тежи 200 N, двигателят, който задвижва този механизъм, трябва да осигурява мощността на:
а) 20W
б) 40W
в) 300W
г) 600W
д) 1800W
Резолюция:
Мощността се дава от връзката между работата и използваното време, в секунди.
Данни:
t = 1 min = 60 s
Дължина на колана = 12 m
наклон = 30 °
P = 200 N на кутия
С 15 кутии имаме 200 N x 15 = 3000 N.
Така P = 3000 N, следователно mg = 3000 N.
Тъй като работата на гравитационната сила се дава от T = m.g.hh, трябва да определим височината.
На височина h, постелката образува правоъгълен триъгълник 30º спрямо хоризонталата. Така че, за да определим h, ще използваме синуса от 30º.
От тригонометрията знаем, че синус 30 ° = 1/2.
Работата ще бъде дадена от:
За да определите потентността, просто разделете работата на времето.
Следователно отговорът е буквата c.
Вие, че се интересувате от:
Електроенергия
работа и енергия
Формули по физика
