Teho mittaa kuinka nopeasti tehtävä suoritetaan tai kuinka monta tehtävää suoritetaan tietyllä aikavälillä.
Fysiikassa voiman käsite liittyy energian määrään, joka kulutetaan tai toimitetaan näiden tehtävien suorittamiseen, ja käytettyyn aikaan.
Jos kaksi konetta tekee saman työn ja toinen heistä tekee sen puolessa ajassa, sitä nopeampi on tehokkaampi. Jos kaksi konetta työskentelee yhtä paljon aikaa ja toinen niistä tuottaa kaksi kertaa enemmän, eniten tuottava kone on tehokkain.
Teho on seurausta työn ja tämän työn suorittamiseen käytetyn aikavälin jakamisesta, joka on skalaarinen määrä, toisin sanoen suuntaa ja suuntaa ei tarvitse määrittää.
Keskimääräinen tehokaava
Missä:
T on työ mitattuna J (jouleina);, mitattu s (sekunteina).
Koska käytetyn tai toimitetun työn määrä, ts. Energia, voi vaihdella tietyn ajanjakson aikana, yllä oleva kaava antaa keskimääräisen tehon.
virtalähde
Kansainvälisessä järjestelmässä (SI) työn yksikkö on joule (J) ja aika on toinen (t). Siksi tehoyksikkö on J / s, mitta, joka on niin tärkeä, että sille annettiin erityinen nimi watti (W) keksijän, matemaatikon ja insinöörin James Wattin kunniaksi. Monien mielestä teollisen vallankumouksen edeltäjä, James Watt kehitti höyrykoneen ja patentoi myöhemmin oman moottorinsa monien muiden lausuntojen lisäksi.
Toinen James Wattin kehittämä konsepti oli HP (Horse-Power) tai CV (hevosvoima).
On tavallista löytää muita tapoja edustaa tehoa, kuten moninkertainen kW (1000 W) ja MW (1 000 000 W), joita käytetään yleisesti sähköenergian toimituksessa.
Jalka-punta-sekunnissa 1 watti ilmaistaan seuraavasti:
Vakiovoiman voima siirtymässä
Teho ilmaistaan:
Voima F suorittaa työtä keholla siirtäen sitä pisteestä A pisteeseen B. Kehon liikuttamisen voimalla F tekemä työ voidaan laskea seuraavasti:
Missä:
F on vakio voima mitattuna newtoneina (N).
d on siirtymä mitattuna metreinä (m).
cos θ on kulman θ kosini. (kulma muodostuu voiman ja liikkeen suuntien väliin)
Voiman teho keskinopeuden funktiona
Koska keskinopeus on siirtymä jaettuna ajalla, suhteen mukaan:
Korvaamalla työn edellisen yhtälön meillä on:
hetkellinen voima
Voima on seurausta työn ja työn suorittamiseen kuluneen ajan jakamisesta. Jos otamme hyvin pienen aikavälin kohti nollaa, meillä on hetkellinen voima.
Missä,
tarkoittaa, että jako tehdään a: lla 
hyvin lähellä nollaa.
Esitys
Koneen tai laitteen tehokkuus on tosiasiallisesti käytetyn tehon ja sen saaman tehon suhde. Tämä hyödyllinen voima on käyttökelpoinen osa, se on vastaanotettu voima miinus hajautunut.
Laite tai kone, joka vastaanottaa jonkin verran virtaa, ei voi muuttaa sitä täysin työhön, osa menetetään kitkan takia, lämmön, melun ja muiden prosessien muodossa.
Potu = Potr - Potd
Missä:
Potu on hyödyllinen voima;
varsa on vastaanotettu teho;
Potd on haihdutettu voima.
Tulokaava
Missä,
on tulo;
Potu on hyödyllinen voima;
varsa on vastaanotettu teho.
Toinen tapa tuottaa satoa on korvata saanto hyödyllisen voiman ilmentämisellä.
Tuotto on aina alle 100%. Sen ymmärtämiseksi, miksi näin tapahtuu, on välttämätöntä nähdä, että kaavassa hyödyllinen teho, joka on osoittajassa, on aina pienempi kuin vastaanotettu teho, koska aina esiintyy hajaantumista.
Koska kyseessä on jako saman yksikön määrien välillä, tuotolla ei ole mittausyksikköä, koska ne perutaan jaossa. Sanomme, että se on dimensioton määrä ja on yleistä ilmaista se prosentteina.
Ajatus tuotosta voidaan laajentaa koskemaan sähkö-, lämpö- ja mekaanisia koneita.
Lisätietoja suorituskyvystä Carnot-sykli.
Harjoitukset
Kysymys 1
Alus, joka kuljettaa tilauksen autoja, laiturissa lastata sen. Ajoneuvot ovat kontteissa, ja niiden massa on noin 4000 kg. Nosturi nostaa ne 30 m: n korkeudelle siirtääkseen ne satamasta aluksen kannelle. Jokainen kontin nostaminen kestää 5 minuuttia.
Laske nosturin käyttämä teho tämän tehtävän suorittamiseen. Tarkastellaan painovoiman kiihtyvyyttä g, joka on yhtä suuri kuin 10 m / s².
Resoluutio:
Koska keskimääräinen teho on työ jaettuna ajalla ja ongelma antaa jo ajan, meidän on määritettävä työ.
Tiedot:
m = 4000 kg
korkeus = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s2.
Nosturityö annetaan painovoimalla.
Täten,
Käytetty teho on 4 kW.
kysymys 2
Maantiellä auto liikkuu tasaisella nopeudella 40 m / s. Suorita tämä liike soveltamalla vakiona olevaa vaakasuoraa voimaa samaan suuntaan kuin nopeus. Moottorin teho on 80 kW. Mikä on käytetyn voiman voimakkuus?
Resoluutio:
Voimme määrittää voiman sen suhteen voimaan ja nopeuteen.
Tiedot:
Vm = 40 m / s
Potti = 80 kW
Vakiovoiman tehon antaa voiman tulo nopeudella ja niiden väliin muodostetun kulman kosini. Koska tässä tapauksessa voima ja nopeus ovat samassa suunnassa ja suunnassa, kulma θ on nolla ja kosini on 1.
Potti = F. Vm. cos θ
Potti = F.Vm. cos 0
Potti = F. Vm. 1
Eristetään F ja korvataan arvot,
Käytetyn voiman voimakkuus on 20 kN.
kysymys 3
(Fuvest-SP). Kuljetinhihna kuljettaa 15 juomatapausta minuutissa maanalaisesta varastosta pohjakerrokseen. Juoksumaton pituus on 12 m, kaltevuus 30º vaakatasosta ja liikkuu tasaisella nopeudella. Kuljetettavat laatikot on jo sijoitettu kuljettimen nopeudella. Jos kukin laatikko painaa 200 N, tätä mekanismia käyttävän moottorin on annettava:
a) 20 W
b) 40 W
c) 300 W
d) 600 W
e) 1800 W
Resoluutio:
Tehon antaa työn ja käytetyn ajan suhde sekunneissa.
Tiedot:
t = 1 min = 60 s
Hihnan pituus = 12 m
kaltevuus = 30 °
P = 200 N / laatikko
15 laatikolla meillä on 200 N x 15 = 3000 N.
Joten P = 3000 N, siis mg = 3000 N.
Koska painovoiman työn antaa T = m.g.h, meidän on määritettävä korkeus.
Korkeudessa h matto muodostaa suorakulmaisen kolmion 30º vaakatasoon nähden. Joten h: n määrittämiseksi käytämme sinia 30º.
Trigonometrian perusteella tiedämme, että sini 30 ° = 1/2.
Työn antaa:
Määritä teho jakamalla työ ajan mukaan.
Vastaus on siis c-kirjain.
Sinua kiinnostaa:
Sähkövoima
työ ja energia
Fysiikan kaavat
