Jauda ir mērījums tam, cik ātri uzdevums tiek veikts vai cik daudz uzdevumu tiek izpildīts noteiktā laika posmā.
Fizikā jaudas jēdziens attiecas uz patērēto vai piegādāto enerģijas daudzumu šo uzdevumu veikšanai un izmantoto laiku.
Ja divas mašīnas veic vienu un to pašu darbu un viena no tām to veic pusi laika, jo ātrāk tas ir jaudīgāks. Ja divas mašīnas strādā vienādu laiku un viena no tām saražo divreiz vairāk, tad visjaudīgākā ir tā mašīna.
Jauda ir rezultāts sadalījumam starp darbu un laika intervālu, kas tiek izmantots šī darba veikšanai, un tas ir skalārs lielums, tas ir, nav nepieciešams noteikt virzienu un virzienu.
Vidējās jaudas formula
Kur:
T ir darbs, mērīts J (džoulos);, mērīts s (sekundēs).
Tā kā darba daudzums, tas ir, izmantotais vai piegādātais enerģijas daudzums noteiktā laika posmā var atšķirties, iepriekš minētā formula norāda vidējo jaudu.
barošanas bloks
Starptautiskajā sistēmā (SI) darba vienība ir džouls (J), un laiks ir otrais (-i). Tāpēc jaudas mērvienība ir J / s, tik svarīgs mērs, ka tam tika dots īpašs nosaukums - vats (W) par godu izgudrotājam, matemātiķim un inženierim Džeimsam Vatam. Džeimss Vats, ko daudzi uzskata par industriālās revolūcijas priekšteci, pilnveidoja tvaika dzinēju un vēlāk daudziem citiem ieguldījumiem patentēja pats savu motoru.
Vēl viena Džeimsa Vata izstrādātā koncepcija bija HP (Horse-Power) vai CV (zirgspēks).
Parasti sastopas ar citiem enerģijas attēlošanas veidiem, piemēram, vairāku kW (1000 W) un MW (1 000 000 W), ko parasti izmanto elektroenerģijas piegādē.
Pēdu mārciņu sekundēs 1 vatu izsaka kā:
Pastāvīga spēka jauda pārvietojumā
Spēju izsaka:
Spēks F veic darbu pie ķermeņa, pārvietojot to no punkta A uz punktu B. Darbu, ko veic ar spēku F, pārvietojot ķermeni, var aprēķināt šādi:
Kur:
F ir nemainīgs spēks, mērīts ņūtonos (N).
d ir pārvietojums, mērot metros (m).
cos θ ir leņķa the kosinuss. (leņķis veidojas starp spēka un kustības virzieniem)
Spēka jauda atkarībā no vidējā ātruma
Tā kā vidējais ātrums ir pārvietojums, dalīts ar laiku, atbilstoši sakarībai:
Aizstājot darba iepriekšējo vienādojumu, mums ir:
momentāna jauda
Jauda ir rezultāts, sadalot darbu un laika daudzumu, kas tiek izmantots šī darba veikšanai. Ja mēs ņemam ļoti mazu laika intervālu, tiecoties uz nulli, mums ir momentānais spēks.
Kur,
nozīmē, ka dalīšana tiks veikta ar a 
ļoti tuvu nullei.
Izrāde
Mašīnas vai ierīces efektivitāte ir attiecība starp faktiski izmantoto jaudu un saņemto jaudu. Šī noderīgā jauda ir izmantojamā daļa, tā ir saņemtā jauda, mīnus izdalītā.
Ierīce vai mašīna, kas saņem jaudas daudzumu, to nevar pilnībā pārveidot par darbu, berzes dēļ daļa tiek zaudēta siltuma, trokšņa un citu procesu veidā.
Potu = Potr - Potd
Kur:
Potu ir lietderīgā jauda;
kumeļš ir saņemtā jauda;
Potd ir izkliedētā jauda.
Ienākumu formula
Kur,
ir ienākumi;
Potu ir lietderīgā jauda;
kumeļš ir saņemtā jauda.
Vēl viens veids, kā izteikt ražu, ir aizstāt derīguma lietderīgās izteiksmes izteiksmi.
Raža vienmēr ir mazāka par 100%. Lai saprastu, kāpēc tas notiek, ir nepieciešams redzēt, ka formulā lietderīgā jauda, kas atrodas skaitītājā, vienmēr ir mazāka par saņemto jaudu, jo vienmēr notiek izkliede.
Tā kā tas ir dalījums starp vienas un tās pašas vienības lielumiem, ražai nav mērvienības, jo tās tiek atceltas sadalījumā. Mēs sakām, ka tas ir bezizmēra lielums, un to parasti izsaka procentos.
Ienesīguma ideju var attiecināt arī uz elektriskām, termiskām un mehāniskām mašīnām.
Uzziniet vairāk par veiktspēju ar Carnot cikls.
Vingrinājumi
jautājums 1
Kuģis, kas pārvadās automašīnu pasūtījumu, piestāj, lai to iekrautu. Transportlīdzekļi ir konteineros, un to katra aptuvenā masa ir 4000 kg. Lai tos pārvietotu no ostas uz kuģa klāju, celtnis tos paceļ 30 m augstumā. Katra konteinera pacelšanas operācija ilgst 5 minūtes.
Aprēķiniet jaudu, ko celtnis izmanto šī uzdevuma veikšanai. Apsveriet gravitācijas paātrinājumu g, kas vienāds ar 10 m / s².
Izšķirtspēja:
Tā kā vidējā jauda ir darbs, dalīts ar laiku, un laiku jau nodrošina problēma, mums jānosaka darbs.
Dati:
m = 4000 kg
augstums = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s².
Darbs ar celtni tiks dots ar svara spēku.
Tādējādi
Izmantotā jauda būs 4 kW.
2. jautājums
Uz ceļa automašīna pārvietojas ar nemainīgu ātrumu 40 m / s. Lai veiktu šo kustību, pielieciet nemainīgu horizontālu spēku tajā pašā virzienā, kur ātrums. Motora jauda ir 80 kW. Kāda ir pielietotā spēka intensitāte?
Izšķirtspēja:
Mēs varam noteikt spēku, izmantojot tā attiecības ar spēku un ātrumu.
Dati:
Vm = 40 m / s
Pot = 80 kW
Pastāvīga spēka spēku dod spēka reizinājums ar ātrumu un starp tiem izveidotā leņķa kosinuss. Tā kā šajā gadījumā spēks un ātrums ir vienā virzienā un virzienā, leņķis θ ir nulle un kosinuss 1.
Pot = F. Vm. cos θ
Pot = F.Vm. cos 0
Pot = F. Vm. 1
Izolējot F un aizstājot vērtības,
Pielietotā spēka intensitāte būs 20 kN.
3. jautājums
(Fuvest-SP). Konveijera lente no pazemes noliktavas uz pirmo stāvu transportē 15 dzērienu gadījumus minūtē. Skrejceļš ir 12 m garš, 30 ° slīpums no horizontālā un pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Pārvadājamās kastes jau ir novietotas ar konveijera ātrumu. Ja katra kārba sver 200 N, motoram, kas vada šo mehānismu, jānodrošina:
a) 20W
b) 40 W
c) 300W
d) 600W
e) 1800 W
Izšķirtspēja:
Jaudu piešķir attiecība starp darbu un izmantoto laiku sekundēs.
Dati:
t = 1 min = 60 s
Jostas garums = 12 m
slīpums = 30 °
P = 200 N vienā kastē
Ar 15 kastēm mums ir 200 N x 15 = 3000 N.
Tātad P = 3000 N, tāpēc mg = 3000 N.
Tā kā gravitācijas spēka darbu dod T = m.g.h, mums jānosaka augstums.
H augstumā paklājs veido taisnleņķa trīsstūri 30 ° attiecībā pret horizontāli. Tātad, lai noteiktu h, mēs izmantosim sinuso 30º.
Pēc trigonometrijas mēs zinām, ka sinusa 30 ° = 1/2.
Darbu sniegs:
Lai noteiktu potenci, vienkārši sadaliet darbu pēc laika.
Tāpēc atbilde ir c burts.
Jūs par to, ka jūs interesējat:
Elektroenerģija
darbs un enerģija
Fizikas formulas
