Tenaga mekanik dan hasil

Power adalah ukuran seberapa cepat tugas dilakukan, atau berapa banyak tugas yang dilakukan dalam interval waktu tertentu.

Dalam fisika, konsep daya berhubungan dengan jumlah energi yang dikonsumsi, atau disuplai, untuk melakukan tugas-tugas ini, dan waktu yang digunakan.

Jika dua mesin melakukan pekerjaan yang sama dan salah satunya melakukannya dalam separuh waktu, semakin cepat semakin bertenaga. Jika dua mesin bekerja dalam jumlah waktu yang sama, dan salah satunya menghasilkan dua kali lebih banyak, mesin yang menghasilkan paling banyak adalah yang paling bertenaga.

Daya adalah hasil pembagian antara pekerjaan dan selang waktu yang digunakan untuk melakukan pekerjaan ini, karena merupakan besaran skalar, yaitu tidak perlu menentukan arah dan arah.

Rumus kekuatan rata-rata

Dimana:
T adalah usaha, diukur dalam J (joule);
penambahan spasi t sama dengan spasi t dengan subskrip fi n a l akhir spasi subskrip dikurangi spasi t dengan i n i c i a l subskrip akhir subskrip , diukur dalam s (detik).

Karena jumlah kerja, yaitu energi, yang digunakan atau disuplai, dapat bervariasi selama periode waktu tertentu, rumus di atas memberikan daya rata-rata.

instagram story viewer

satuan daya

1 spasi W spasi kurung kiri w a t t kurung siku spasi sama dengan J di atas s sama dengan ruang pembilang k g spasi. ruang m kuadrat ruang di atas ujung pangkat tiga penyebut s

Dalam sistem internasional (SI), satuan kerja adalah joule (J) dan waktu adalah sekon (s). Itu sebabnya satuan daya adalah J/s, ukuran yang sangat penting sehingga diberi nama khusus, watt (W), untuk menghormati James Watt, penemu, ahli matematika, dan insinyur. Dianggap oleh banyak orang sebagai pelopor revolusi industri, James Watt menyempurnakan mesin uap dan, kemudian, mematenkan mesinnya sendiri, di samping banyak kontribusi lainnya.

Konsep lain yang dikembangkan oleh James Watt adalah HP (Horse-Power), atau CV (horsepower).

1 spasi C V spasi kurang lebih sama dengan 735 koma 5 spasi W spasi 1 H P spasi kira-kira sama dengan 745 koma 7 spasi W

Adalah umum untuk menemukan cara lain untuk merepresentasikan daya, seperti beberapa kW(1.000 W) dan MW(1.000.000 W), yang biasa digunakan dalam pasokan energi listrik.

Dalam kaki-pon-detik, 1 watt dinyatakan sebagai:

Kekuatan gaya konstan dalam perpindahan

Potensi dinyatakan oleh:

P o t ruang sama ruang pembilang T pertambahan penyebut t akhir pecahan

Sebuah gaya F, melakukan kerja pada sebuah benda, memindahkannya dari titik A ke titik B. Usaha yang dilakukan oleh gaya F saat menggerakkan benda dapat dihitung sebagai berikut:

tau sama dengan ruang F. ruang d ruang. biaya ruang theta

Dimana:
F adalah gaya konstan, diukur dalam Newton (N).
d adalah perpindahan, diukur dalam meter (m).
cos adalah kosinus sudut. (sudut yang terbentuk antara arah gaya dan gerakan)

Kekuatan gaya sebagai fungsi dari kecepatan rata-rata

Karena kelajuan rata-rata adalah perpindahan dibagi waktu, menurut hubungan:

Terjadi kesalahan saat mengonversi dari MathML ke teks yang dapat diakses.

Mengganti persamaan pekerjaan sebelumnya, kami memiliki:

kekuatan sesaat

Potensi adalah hasil dari pembagian pekerjaan dan jumlah waktu yang digunakan untuk melakukan pekerjaan itu. Jika kita mengambil interval waktu yang sangat kecil, cenderung ke nol, kita memiliki kekuatan sesaat.

Dimana,
berarti pembagian akan dilakukan dengan sangat mendekati nol.

Kinerja

Efisiensi mesin atau perangkat adalah rasio antara daya yang sebenarnya digunakan dan daya yang diterimanya. Kekuatan yang berguna ini adalah bagian yang dapat digunakan, itu adalah kekuatan yang diterima dikurangi apa yang dihamburkan.
Suatu alat atau mesin yang menerima sejumlah daya tidak dapat sepenuhnya mengubahnya menjadi usaha, ada bagian yang hilang karena gesekan, berupa panas, kebisingan dan proses lainnya.

Potu = Potr - Potd

Dimana:

potu itu adalah kekuatan yang berguna;
anak kuda adalah daya yang diterima;
potd adalah daya yang hilang.

Rumus pendapatan

Dimana,
adalah pendapatan;
potu itu adalah kekuatan yang berguna;
anak kuda adalah daya yang diterima.

Cara lain untuk mengekspresikan hasil adalah dengan mengganti ekspresi daya yang berguna untuk hasil.

Hasil selalu kurang dari 100%. Untuk memahami mengapa ini terjadi, perlu dilihat bahwa dalam rumus, daya yang berguna, yang ada di pembilang, selalu lebih kecil dari daya yang diterima, karena selalu ada disipasi.

Karena merupakan pembagian antara jumlah unit yang sama, hasil tidak memiliki unit pengukuran, karena dibatalkan dalam pembagian. Kami mengatakan itu adalah kuantitas tanpa dimensi dan umum untuk menyatakannya sebagai persentase.

Gagasan hasil dapat diperluas ke mesin listrik, termal dan mekanik.

Pelajari lebih lanjut tentang kinerja dengan Siklus Carnot.

Latihan

pertanyaan 1

Sebuah kapal yang akan mengangkut pesanan mobil berlabuh untuk memuatnya. Kendaraan berada dalam kontainer dan memiliki massa perkiraan masing-masing 4000 kg. Untuk memindahkan mereka dari pelabuhan ke geladak kapal, sebuah derek mengangkat mereka ke ketinggian 30 m. Setiap operasi pengangkatan kontainer berlangsung 5 menit.

Hitung daya yang digunakan oleh derek untuk melakukan tugas ini. Pertimbangkan percepatan gravitasi g, sama dengan 10 m/s².

Lihat jawaban

Resolusi:
Karena daya rata-rata adalah usaha dibagi waktu, dan waktu sudah disediakan oleh soal, kita perlu menentukan usaha.

Data:
m = 4000 kg
tinggi = 30 m
t = 5 menit = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m/s².

Pekerjaan derek akan diberikan oleh gaya berat.

Ruang T sama dengan ruang m. g. h ruang sama dengan ruang 4 ruang 000 ruang. spasi 10 spasi. ruang 30 ruang sama dengan ruang 1 ruang 200 ruang 000 ruang J ruang atau ruang 1 ruang 200 ruang k J

Jadi,

Daya yang digunakan adalah 4 kW.

pertanyaan 2

Di sebuah jalan raya, sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 40 m/s. Untuk melakukan gerakan ini, terapkan gaya horizontal konstan dalam arah yang sama dengan kecepatan. Mesin menghasilkan output 80 kW. Berapakah intensitas gaya yang diberikan?

Lihat jawaban

Resolusi:

Kita dapat menentukan kekuatan melalui hubungannya dengan kekuatan dan kecepatan.

Data:
Vm = 40 m/s
Panci = 80 kW

Kekuatan gaya konstan diberikan oleh produk gaya dengan kecepatan dan kosinus sudut yang terbentuk di antara mereka. Seperti dalam hal ini gaya dan kecepatan berada dalam arah dan arah yang sama, sudut adalah nol dan cosinus adalah 1.

Pot = F Vm. karena
Pot = F.Vm. karena 0
Pot = F Vm. 1

Mengisolasi F dan mengganti nilainya,

F ruang sama dengan ruang pembilang P o t di atas penyebut V m ujung ruang pecahan sama dengan ruang pembilang 80 spasi 000 di atas penyebut 40 ujung ruang pecahan sama dengan ruang 2 ruang 000 ruang N ruang u ruang 2 ruang k N ruang

Intensitas gaya yang diberikan adalah 20 kN.

pertanyaan 3

(Fuvest-SP). Sebuah ban berjalan mengangkut 15 kotak minuman per menit dari gudang bawah tanah ke lantai dasar. Treadmill memiliki panjang 12 m, kemiringan 30º dari horizontal dan bergerak dengan kecepatan konstan. Kotak-kotak yang akan diangkut sudah ditempatkan dengan kecepatan konveyor. Jika setiap kotak berbobot 200 N, motor yang menggerakkan mekanisme ini harus memberikan daya sebesar:

a) 20W
b) 40W
c) 300W
d) 600W
e) 1800W

Lihat jawaban

Resolusi:

Daya diberikan oleh hubungan antara kerja dan waktu yang digunakan, dalam detik.

Data:
t = 1 menit = 60 s
Panjang sabuk = 12 m
kemiringan = 30°
P = 200 N per kotak

Dengan 15 kotak, kita memiliki 200 N x 15 = 3000 N.

Jadi P = 3000 N, maka mg = 3000 N.

Karena kerja gaya gravitasi diberikan oleh T = m.g.h, kita perlu menentukan ketinggiannya.

Pada ketinggian h, tikar membentuk segitiga siku-siku 30º dalam kaitannya dengan horizontal. Jadi, untuk menentukan h, kita akan menggunakan sinus 30º.

Dari trigonometri, kita tahu bahwa sinus 30° = 1/2.