Механична мощност и добив

protection click fraud

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);
инкремент t интервал, равен на интервал t с fi n a l индекс край на индекс пространство минус интервал t с i n i c i a l индекс край на индекс, 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

1 интервал W интервал лява скоба w a t t дясна скоба пространство, равно на J над s, равно на числителното пространство k g интервал. пространство m на квадрат пространство над знаменател s кубичен край на фракцията

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.

instagram story viewer

Джеймс Уот
Джеймс Уот (1736-1819)

Друга концепция, разработена от Джеймс Уат, е HP (Horse-Power) или CV (конски сили).

1 интервал C V интервал приблизително равно пространство 735 запетая 5 интервал W интервал 1 интервал H P интервал приблизително равно пространство 745 запетая 7 интервал W

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:

P o t интервал, равен на интервал на числител T над увеличение на знаменателя t край на фракцията

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:

tau равен на F пространство. пространство d пространство. тета на космическите разходи

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:

Грешка при преобразуване от MathML в достъпен текст.

Замествайки предишното уравнение на произведението, имаме:

Грешка при преобразуване от MathML в достъпен текст.

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.

T пространство е равно на m пространство. ж. h пространство е равно на пространство 4 пространство 000 пространство. пространство 10 пространство. интервал 30 интервал, равен на интервал 1 интервал 200 интервал 000 интервал J интервал или интервал 1 интервал 200 интервал k J

Поради това,

Грешка при преобразуване от MathML в достъпен текст.

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,

F интервал, равен на числител на интервал P o t над знаменател V m край на фракция пространство, равен на интервал на числител 80 интервал 000 над знаменател 40 края на фракцията пространство е равно на пространство 2 пространство 000 пространство N пространство u пространство 2 пространство k N пространство

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.

s e n пространство 30 градуса знак знак пространство, равно на интервал числител c a t e t o space o p o s t o over знаменател h i p o t и n us s край на фракционното пространство, равно на пространство h над 12 h пространство, равно на пространство 12 пространство. пространство s и n пространство 30 градуса знак h пространство е равно на пространство 12 пространство. пространство 1 половин h пространство е равно на пространство 6 пространство m

Работата ще бъде дадена от:

T пространство, равно на пространство mg h пространство, равно на пространство 3000,6 пространство, равно на пространство 18 пространство 000 пространство W

За да определите потентността, просто разделете работата на времето.

Грешка при преобразуване от MathML в достъпен текст.

Следователно отговорът е буквата c.

Вие, че се интересувате от:

Електроенергия
работа и енергия
Формули по физика

Teachs.ru
Как работи изстрелването на ракета

Как работи изстрелването на ракета

О стартираневракети се състои в изпращане на космическо превозно средство, пилотирано или безпило...

read more
Съзвездия: кои са те, най-известните, класификация

Съзвездия: кои са те, най-известните, класификация

съзвездия те са групи от звезди, свързани с въображаеми линии, използвани за представяне на предм...

read more
Газови трансформации: Решени упражнения.

Газови трансформации: Решени упражнения.

Знаем, че газовите трансформации могат да бъдат:изохоренТрансформация, при която обемът на газа ...

read more
instagram viewer