Kraft er et mål på hvor raskt en oppgave utføres, eller hvor mange oppgaver som utføres i et gitt tidsrom.
I fysikk relaterer begrepet kraft mengden energi som forbrukes eller tilføres for å utføre disse oppgavene, og tiden som ble brukt.
Hvis to maskiner gjør den samme jobben, og en av dem gjør det på halve tiden, desto raskere er jo kraftigere. Hvis to maskiner jobber like mye tid, og en av dem produserer dobbelt så mye, er maskinen som produserer mest den kraftigste.
Kraften er resultatet av skillet mellom arbeidet og tidsintervallet som brukes til å utføre dette arbeidet, som en skalar størrelse, det vil si at det ikke er nødvendig å definere retning og retning.
Gjennomsnittlig kraftformel
Hvor:
T er arbeid, målt i J (joules);, målt i s (sekunder).
Ettersom arbeidsmengden, det vil si energi, brukt eller levert, kan variere over en periode, gir formelen ovenfor gjennomsnittlig kraft.
kraftenhet
I det internasjonale systemet (SI) er arbeidsenheten joule (J) og tiden er den / de andre. Derfor er kraftenheten J / s, et mål så viktig at det ble gitt et spesielt navn, watt (W), til ære for James Watt, oppfinner, matematiker og ingeniør. Mange betraktet som forløperen til den industrielle revolusjonen, perfeksjonerte James Watt dampmotoren og senere patentert sin egen motor, i tillegg til mange andre bidrag.
Et annet konsept utviklet av James Watt var HP (Horse-Power), eller CV (hestekrefter).
Det er vanlig å komme over andre måter å representere kraft på, for eksempel multiple kW (1000 W) og MW (1.000.000 W), som ofte brukes i elektrisk energiforsyning.
I fotpund-sekunder uttrykkes 1 watt som:
Kraften til en konstant kraft i en forskyvning
Styrke uttrykkes av:
En kraft F, utfører arbeid på en kropp og beveger den fra punkt A til punkt B. Arbeidet som utføres med kraft F når kroppen beveges, kan beregnes som følger:
Hvor:
F er en konstant kraft, målt i Newton (N).
d er forskyvning, målt i meter (m).
cos θ er cosinus for vinkel θ. (vinkel dannet mellom retningene av kraft og bevegelse)
Kraften til en kraft som en funksjon av gjennomsnittshastighet
Siden gjennomsnittshastigheten er forskyvningen delt på tiden, i henhold til forholdet:
Ved å erstatte verkets forrige ligning har vi:
øyeblikkelig kraft
Makt er resultatet av å dele opp arbeidet og hvor mye tid som brukes til å utføre det arbeidet. Hvis vi tar et veldig lite tidsintervall, som går mot null, har vi den øyeblikkelige kraften.
Hvor,
betyr at inndelingen vil bli gjort med en 
veldig nær null.
Opptreden
Effektiviteten til en maskin eller enhet er forholdet mellom kraften som faktisk brukes og kraften den mottok. Denne nyttige kraften er den brukbare delen, det er kraften som ble mottatt minus den som ble spredt.
En enhet eller maskin som mottar en mengde kraft, kan ikke forvandle den til arbeid, en del går tapt på grunn av friksjon, i form av varme, støy og andre prosesser.
Potu = Potr - Potd
Hvor:
Potu er den nyttige kraften;
føll er den mottatte kraften;
Potd er den spredte makten.
Inntektsformel
Hvor,
er inntekten;
Potu er den nyttige kraften;
føll er den mottatte kraften.
En annen måte å uttrykke utbytte på er å erstatte uttrykket av nyttig kraft for utbyttet.
Utbyttet er alltid mindre enn 100%. For å forstå hvorfor dette skjer, er det nødvendig å se at i formelen er den nyttige kraften, som er i telleren, alltid mindre enn den mottatte effekten, da det alltid er spredning.
Siden det er en inndeling mellom mengder av samme enhet, har ikke utbyttet en måleenhet, da de blir kansellert i inndelingen. Vi sier at det er en dimensjonsløs mengde, og det er vanlig å uttrykke det i prosent.
Idéen om avkastning kan utvides til å omfatte elektriske, termiske og mekaniske maskiner.
Lær mer om ytelse med Carnot-syklus.
Øvelser
Spørsmål 1
Et skip som skal transportere en ordre med biler legger til kai for å laste det. Kjøretøyene er i containere og har en tilnærmet masse på 4000 kg hver. For å flytte dem fra havnen til skipets dekk, løfter en kran dem til en høyde på 30 m. Hver operasjon med å løfte en container varer 5 minutter.
Beregn kraften som kranen bruker for å utføre denne oppgaven. Tenk på tyngdeakselerasjonen g, lik 10 m / s².
Vedtak:
Siden gjennomsnittlig kraft er arbeid delt på tid, og tid allerede er gitt av problemet, må vi bestemme arbeid.
Data:
m = 4000 kg
høyde = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s².
Kranarbeid vil bli gitt etter vektkraft.
Og dermed,
Effekten som brukes vil være 4 kW.
spørsmål 2
På en vei beveger en bil seg med en konstant hastighet på 40 m / s. For å utføre denne bevegelsen, bruk en konstant horisontal kraft i samme retning som hastigheten. Motoren gir en effekt på 80 kW. Hva er intensiteten til den påførte kraften?
Vedtak:
Vi kan bestemme styrke gjennom forholdet til kraft og hastighet.
Data:
Vm = 40 m / s
Gryte = 80 kW
Kraften til en konstant kraft er gitt av kraftproduktet av hastigheten og av cosinus av vinkelen som er dannet mellom dem. Som i dette tilfellet er kraft og hastighet i samme retning og retning, er vinkelen zero null og cosinus er 1.
Gryte = F. Vm. cos θ
Gryte = F.Vm. cos 0
Gryte = F. Vm. 1
Å isolere F og erstatte verdiene,
Intensiteten til den påførte kraften vil være 20 kN.
spørsmål 3
(Fuvest-SP). Et transportbånd transporterer 15 koffertdrikker per minutt fra et underjordisk lager til første etasje. Løpebåndet har en lengde på 12 m, en helning på 30 º fra horisontalen og beveger seg med konstant hastighet. Kassene som skal transporteres er allerede plassert med transportørens hastighet. Hvis hver boks veier 200 N, må motoren som driver denne mekanismen gi kraften til:
a) 20W
b) 40W
c) 300W
d) 600W
e) 1800W
Vedtak:
Kraft er gitt av forholdet mellom arbeid og brukt tid, i sekunder.
Data:
t = 1 min = 60 s
Belte lengde = 12 m
stigning = 30 °
P = 200 N per boks
Med 15 bokser har vi 200 N x 15 = 3000 N.
Så P = 3000 N, derfor mg = 3000 N.
Ettersom gravitasjonskraftens arbeid er gitt av T = m.g.h, må vi bestemme høyden.
I høyden h danner matten en rettvinklet trekant 30º i forhold til den horisontale. Så, for å bestemme h, vil vi bruke sinus på 30º.
Fra trigonometri vet vi at sinus 30 ° = 1/2.
Arbeidet vil bli gitt av:
For å bestemme styrken, er det bare å dele verket etter tid.
Svaret er derfor bokstaven c.
Du for å være interessert i:
Elektrisk energi
arbeid og energi
Fysikkformler
