기계적 동력 및 수율

전력은 작업이 수행되는 속도 또는 주어진 시간 간격 동안 수행되는 작업 수를 측정하는 것입니다.

물리학에서 전력의 개념은 이러한 작업을 수행하기 위해 소비되거나 공급되는 에너지의 양과 사용된 시간과 관련이 있습니다.

두 기계가 동일한 작업을 수행하고 그 중 하나가 절반의 시간에 수행하면 빠를수록 더 강력합니다. 두 대의 기계가 같은 시간 동안 작동하고 그중 하나가 두 배의 생산량을 생산한다면 가장 많은 생산을하는 기계가 가장 강력합니다.

검정력은 작업과이 작업을 수행하는 데 사용 된 시간 간격을 나눈 결과이며 스칼라 수량입니다. 즉, 방향과 방향을 정의 할 필요가 없습니다.

평균 전력 공식

어디:
J (줄)로 측정되는 작업입니다.
증분 t 공간은 fi n a l 아래 첨자를 사용하여 공간 t와 동일합니다., s (초) 단위로 측정됩니다.

작업량, 즉 사용 또는 전달 된 에너지는 일정 기간에 따라 달라질 수 있으므로 위 공식은 평균 전력을 제공합니다.

전원 장치

1 space W space left parenthesis w a t t right parenthesis space is equal to J over s equal to numerator space k g space. 공간 m 제곱 분모 s 위의 공간 분수의 세제곱 끝

국제 시스템(SI)에서 작업 단위는 줄(J)이고 시간은 초(s)입니다. 이것이 전력의 단위가 J/s인 이유입니다. 이는 발명가, 수학자, 엔지니어인 James Watt를 기리기 위해 특별한 이름인 와트(W)가 주어졌을 정도로 중요한 척도입니다. 많은 사람들이 산업 혁명의 선구자로 간주하는 James Watt는 증기 기관을 완성했으며 나중에 다른 많은 기여 외에도 자신의 엔진에 대한 특허를 받았습니다.

제임스 와트
제임스 와트 (1736-1819)

James Watt가 개발한 또 다른 개념은 HP(Horse-Power) 또는 CV(마력)입니다.

1 공백 C V 공백 거의 같은 공백 735 쉼표 5 공백 W 공백 1 공백 H P 공백 거의 동일 공백 745 쉼표 7 공백 W

전기 에너지 공급에 일반적으로 사용되는 다중 kW(1,000W) 및 MW(1,000,000W)와 같이 전력을 나타내는 다른 방법을 접하는 것이 일반적입니다.

피트-파운드-초 단위로 1와트는 다음과 같이 표시됩니다.

변위에서 일정한 힘의 힘

효능은 다음과 같이 표현됩니다.

P o t 공간 등분자 공간 T 초과 분모 증분 t 분수의 끝

힘 F는 물체에 작업을 수행하여 물체를 A 지점에서 B 지점으로 이동시킵니다. 물체를 움직일 때 힘 F가 한 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

tau는 F 공간과 같습니다. 스페이스 d 스페이스. 공간 비용 세타

어디:
F는 뉴턴(N)으로 측정된 일정한 힘입니다.
d는 미터(m)로 측정된 변위입니다.
cos θ는 각도 θ의 코사인입니다. (힘의 방향과 운동 방향이 이루는 각)

평균 속도의 함수로서의 힘의 힘

평균 속도는 변위를 시간으로 나눈 값이므로 다음 관계식:

MathML에서 액세스 가능한 텍스트로 변환하는 동안 오류가 발생했습니다.

작업의 이전 방정식을 대입하면 다음과 같습니다.

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순간 전력

권력은 일과 그 일을 수행하는 데 사용된 시간을 나눈 ​​결과입니다. 0에 가까워지는 아주 작은 시간 간격을 취하면 순간적인 힘이 생깁니다.

어디,
나눗셈을 하게 됨을 의미합니다. 제로에 매우 가깝습니다.

공연


기계나 장치의 효율성은 실제로 사용된 전력과 받은 전력 간의 비율입니다. 이 유용한 힘은 사용 가능한 부분이며, 받은 힘에서 소실된 것을 뺀 것입니다.
많은 양의 전력을 받는 장치나 기계는 그것을 일로 완전히 변환할 수 없으며 마찰로 인해 열, 소음 및 기타 프로세스의 형태로 부품이 손실됩니다.

Potu = Potr - Potd

어디:

포투 유용한 힘입니다.
낳다 수신된 전력입니다.
포트 소멸된 전력이다.

소득 공식

어디,
수입이다;
포투 유용한 힘입니다.
낳다 받은 힘입니다.

수율을 표현하는 또 다른 방법은 수율을 유용한 힘의 표현으로 대체하는 것입니다.

수율은 항상 100% 미만입니다. 이것이 발생하는 이유를 이해하려면 공식에서 분자에 있는 유용한 전력이 항상 소산이 있기 때문에 수신 전력보다 항상 작다는 것을 볼 필요가 있습니다.

같은 단위 수량의 구분이므로 수율은 나눗셈에서 취소되므로 측정 단위가 없습니다. 무차원량이라고 하며 백분율로 표현하는 것이 일반적입니다.

수율의 개념은 전기, 열 및 기계 기계로 확장될 수 있습니다.

성능에 대해 자세히 알아보기 카르노 사이클.

수업 과정

질문 1

주문한 자동차를 운송할 배는 선적하기 위해 도킹합니다. 차량은 컨테이너에 있으며 각각 약 4000kg의 질량을 가지고 있습니다. 항구에서 선박의 갑판으로 이동하기 위해 크레인이 30m 높이까지 들어 올립니다. 컨테이너를 들어올리는 각 작업은 5분 동안 지속됩니다.

이 작업을 수행하기 위해 크레인이 사용하는 전력을 계산하십시오. 10m/s²와 같은 중력 가속도 g를 고려하십시오.

해결:
평균 전력은 일을 시간으로 나눈 값이고 시간은 이미 문제에서 제공하므로 일을 결정해야 합니다.

데이터:
m = 4000kg
높이 = 30m
t = 5분 = 5 x 60초 = 300초
g = 10m/s².

크레인 작업은 중량으로 주어집니다.

T 공간은 m 공간과 같습니다. 지. h space는 space 4 space 000 space와 같습니다. 공간 10 공간. space 30 space 1 space 200 space 000 space J space or space 1 space 200 space k J

그러므로,

MathML에서 액세스 가능한 텍스트로 변환하는 동안 오류가 발생했습니다.

사용되는 전력은 4kW입니다.

질문 2

도로에서 자동차는 40m / s의 일정한 속도로 움직입니다. 이 움직임을 수행하려면 속도와 같은 방향으로 일정한 수평 힘을가하십시오. 엔진은 80kW의 출력을 생성합니다. 적용된 힘의 강도는 얼마입니까?

해결:

힘과 속도와의 관계를 통해 힘을 결정할 수 있습니다.

데이터:
Vm = 40m / s
냄비 = 80kW

일정한 힘의 힘은 속도에 의한 힘의 곱과 그들 사이에 형성된 각도의 코사인에 의해 주어집니다. 이 경우 힘과 속도가 같은 방향과 방향에있는 것처럼 각도 θ는 0이고 코사인은 1입니다.

냄비 = F. VM 코스 θ
냄비 = F.Vm. cos 0
냄비 = F. Vm. 1

F를 분리하고 값을 바꾸고,

F 공간 분자와 같은 공간 분모 V m 분수의 끝 공간 분자와 같은 공간 분자 80 공간 분모를 초과하는 000 분수 공간의 끝은 공간 2 공간과 같습니다. 000 공간 N 공간 u 공간 2 공간 k N 우주

적용된 힘의 강도는 20kN입니다.

질문 3

(Fuvest-SP). 컨베이어 벨트는 지하 창고에서 1 층까지 분당 15 케이스의 음료를 운반합니다. 트레드밀의 길이는 12m, 경사는 수평에서 30º이며 일정한 속도로 움직입니다. 운반 할 상자는 이미 컨베이어의 속도와 함께 배치됩니다. 각 상자의 무게가 200N이면이 메커니즘을 구동하는 모터는 다음과 같은 전력을 제공해야합니다.

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

해결:

전력은 작업과 사용 시간 간의 관계 (초)에 의해 제공됩니다.

데이터:
t = 1 분 = 60 초
벨트 길이 = 12m
기울기 = 30 °
P = 상자 당 200N

상자가 15 개인 경우 200 N x 15 = 3000 N입니다.

따라서 P = 3000 N, 따라서 mg = 3000 N.

중력의 작용은 T = m.g.h로 주어지기 때문에 높이를 결정해야합니다.

높이 h에서 매트는 수평에 대해 30º 직각 삼각형을 형성합니다. 따라서 h를 결정하기 위해 30º의 사인을 사용합니다.

삼각법에서 사인 30 ° = 1/2임을 알 수 있습니다.

s e n space 공간 분자와 같은 30도 부호 공간 c a t e t o space o p o s t o over 분모 h i p o t 및 n us s 공간 12와 동일한 12 h 공간에서 공간 h와 동일한 분수 공간의 끝 우주. 공간 s 및 n 공간 30도 기호 h 공간은 공간 12 공간과 같습니다. 공간 1 1/2 h 공간은 공간 6 공간 m과 같습니다.

작업은 다음에 의해 제공됩니다.

T 공간과 동일한 공간 mg h 공간과 동일한 공간 3000.6 공간과 동일한 공간 18 공간 000 공간 W

효능을 결정하려면 작업을 시간으로 나누십시오.

MathML에서 액세스 가능한 텍스트로 변환하는 동안 오류가 발생했습니다.

따라서 답은 문자 c입니다.

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