Galia yra tai, kaip greitai atliekama užduotis arba kiek užduočių atliekama per tam tikrą laiką.
Fizikoje galios samprata sieja energijos, suvartotos arba tiekiamos šiems uždaviniams atlikti, ir sunaudoto laiko kiekį.
Jei dvi mašinos atlieka tą patį darbą ir viena iš jų tai atlieka per pusę laiko, tuo greitesnis yra galingesnis. Jei dvi mašinos dirba tiek pat laiko, o viena iš jų pagamina dvigubai daugiau, daugiausiai pagamina mašina.
Galia yra darbo ir laiko intervalo, naudojamo šiam darbui atlikti, padalijimo rezultatas, tai yra skaliarinis dydis, tai yra, nereikia apibrėžti krypties ir krypties.
Vidutinės galios formulė
Kur:
T yra darbas, matuojamas J (džauliais);, matuojamas s (sekundėmis).
Kadangi darbo, t. Y. Sunaudotos ar tiekiamos energijos, kiekis per tam tikrą laiką gali skirtis, aukščiau pateikta formulė nurodo vidutinę galią.
energijos vienetas
Tarptautinėje sistemoje (SI) darbo vienetas yra džaulis (J), o laikas - antrasis (-iai). Štai kodėl galios vienetas yra J / s, matas yra toks svarbus, kad jam buvo suteiktas specialus vardas - vatas (W) - išradėjo, matematiko ir inžinieriaus Jameso Watto garbei. Daugelio laikomas pramoninės revoliucijos pirmtaku, Jamesas Wattas ištobulino garo variklį ir, be daugybės kitų indėlių, užpatentavo savo variklį.
Kita Jameso Watto sukurta koncepcija buvo HP (Horse-Power) arba CV (arklio galia).
Įprasta susidurti su kitais būdais pavaizduoti energiją, pavyzdžiui, daugkartinę kW (1 000 W) ir MW (1 000 000 W), paprastai naudojamą elektros energijos tiekimui.
Pėdų-svarų sekundėmis 1 vatas išreiškiamas taip:
Pastovios jėgos galia poslinkyje
Potenciją išreiškia:
Jėga F atlieka kūno darbą, perkeldama jį iš taško A į tašką B. Jėga F atliktą darbą judinant kūną galima apskaičiuoti taip:
Kur:
F yra pastovi jėga, matuojama niutonais (N).
d yra poslinkis, matuojamas metrais (m).
cos θ yra kampo θ kosinusas. (kampas susidaro tarp jėgos ir judėjimo krypčių)
Jėgos galia kaip vidutinio greičio funkcija
Kadangi vidutinis greitis yra poslinkis, padalytas iš laiko, atsižvelgiant į santykį:
Pakeisdami ankstesnę darbo lygtį, turime:
momentinė galia
Galia yra darbo ir laiko, sunaudoto tam darbui atlikti, padalijimo rezultatas. Jei imamės labai mažo laiko intervalo, linkdami į nulį, turime momentinę galią.
Kur,
reiškia, kad padalijimas bus atliekamas su a 
labai arti nulio.
Spektaklis
Mašinos ar įrenginio efektyvumas yra faktiškai sunaudotos galios ir gautos galios santykis. Ši naudinga jėga yra naudinga dalis, tai gauta jėga, atėmus tą, kuri buvo išsklaidyta.
Įrenginys ar mašina, gaunantis galios kiekį, negali jo visiškai paversti darbu, dalis prarandama dėl trinties, šilumos, triukšmo ir kitų procesų pavidalu.
Potu = Potr - Potd
Kur:
Potu yra naudinga jėga;
kumeliukas yra gauta galia;
Potd yra išsklaidyta jėga.
Pajamų formulė
Kur,
yra pajamos;
Potu yra naudinga jėga;
kumeliukas yra gaunama jėga.
Kitas būdas išreikšti derlių yra pakeisti naudingos galios išraišką derliumi.
Derlius visada yra mažesnis nei 100%. Norint suprasti, kodėl taip atsitinka, būtina įsitikinti, kad formulėje naudingoji galia, esanti skaitiklyje, visada yra mažesnė už gautą galią, nes visada yra išsisklaidymas.
Kadangi tai yra padalijimas tarp to paties vieneto kiekių, derlius neturi matavimo vieneto, nes jie atšaukiami dalijant. Mes sakome, kad tai yra bevielis dydis ir įprasta jį išreikšti procentais.
Derliaus idėja gali būti išplėsta į elektrines, šilumines ir mechanines mašinas.
Sužinokite daugiau apie našumą naudojant Karno ciklas.
Pratimai
Klausimas 1
Laivas, kuris gabens automobilių užsakymą, prieplaukos, kad jį pakrautų. Transporto priemonės yra konteineriuose, jų kiekvienos apytikslė masė yra 4000 kg. Norėdami juos perkelti iš uosto į laivo denį, kranas juos pakelia į 30 m aukštį. Kiekviena talpyklos pakėlimo operacija trunka 5 min.
Apskaičiuokite krano naudojamą galią šiai užduočiai atlikti. Apsvarstykite gravitacijos g pagreitį, lygų 10 m / s².
Rezoliucija:
Kadangi vidutinė galia yra darbas, padalytas iš laiko, o laiką jau numato problema, turime nustatyti darbą.
Duomenys:
m = 4000 kg
aukštis = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s².
Krano darbą atliks svorio jėga.
Taigi,
Naudojama galia bus 4 kW.
2 klausimas
Kelyje automobilis juda pastoviu 40 m / s greičiu. Norėdami atlikti šį judesį, naudokite pastovią horizontalią jėgą ta pačia kryptimi, kaip ir greitis. Variklio galia siekia 80 kW. Koks yra panaudotos jėgos intensyvumas?
Rezoliucija:
Mes galime nustatyti jėgą pagal jos santykį su galia ir greičiu.
Duomenys:
Vm = 40 m / s
Puodas = 80 kW
Nuolatinės jėgos galią suteikia jėgos sandauga iš greičio ir tarp jų susidariusio kampo kosinusas. Kadangi šiuo atveju jėga ir greitis yra ta pačia kryptimi ir kryptimi, kampas θ yra lygus nuliui, o kosinusas yra 1.
Puodas = F. Vm. cos θ
Puodas = F.Vm. cos 0
Puodas = F. Vm. 1
F išskyrimas ir reikšmių pakeitimas,
Pritaikytos jėgos intensyvumas bus 20 kN.
3 klausimas
(„Fuvest-SP“). Konvejerio juosta iš požeminio sandėlio į pirmąjį aukštą perneša 15 gėrimų per minutę. Bėgimo takelis yra 12 m ilgio, 30 ° kampu nuo horizontalės ir juda pastoviu greičiu. Gabenamos dėžės jau dedamos su konvejerio greičiu. Jei kiekviena dėžutė sveria 200 N, variklis, valdantis šį mechanizmą, turi suteikti:
a) 20W
b) 40 W
c) 300 W
d) 600W
e) 1800 W
Rezoliucija:
Jėgą suteikia darbo ir sunaudoto laiko santykis sekundėmis.
Duomenys:
t = 1 min = 60 s
Diržo ilgis = 12 m
nuolydis = 30 °
P = 200 N dėžutėje
Turėdami 15 dėžių, turime 200 N x 15 = 3000 N.
Taigi P = 3000 N, todėl mg = 3000 N.
Kadangi traukos jėgos darbą pateikia T = m.g.h, turime nustatyti aukštį.
H aukštyje kilimėlis suformuoja stačiakampį trikampį 30º horizontalės atžvilgiu. Taigi, norėdami nustatyti h, naudosime 30º sinusą.
Iš trigonometrijos žinome, kad sinusas 30 ° = 1/2.
Darbą pateiks:
Norėdami nustatyti stiprumą, tiesiog padalykite darbą iš laiko.
Todėl atsakymas yra raidė c.
Jus domina:
Elektros energija
darbas ir energija
Fizikos formulės
