Moc jest miarą tego, jak szybko wykonywane jest zadanie lub ile zadań jest wykonywanych w określonym przedziale czasu.
W fizyce pojęcie mocy odnosi się do ilości energii, która jest zużywana lub dostarczana do wykonania tych zadań, oraz czasu, który został wykorzystany.
Jeśli dwie maszyny wykonują tę samą pracę, a jedna z nich wykonuje ją o połowę krócej, im szybsza jest tym mocniejsza. Jeśli dwie maszyny pracują tyle samo czasu, a jedna produkuje dwa razy więcej, maszyna, która produkuje najwięcej, jest najmocniejsza.
Moc jest wynikiem podziału między pracą a przedziałem czasu, w którym ta praca jest wykonywana, będąc wielkością skalarną, czyli nie ma konieczności określenia kierunku i kierunku.
Formuła średniej mocy
Gdzie:
T jest pracą mierzoną w J (dżulach);, mierzony w s (sekundach).
Ponieważ ilość pracy, czyli energii, zużytej lub dostarczonej, może zmieniać się w czasie, powyższy wzór podaje średnią moc.
jednostka mocy
W systemie międzynarodowym (SI) jednostką pracy jest dżul (J), a czas to sekunda (s). Dlatego jednostką mocy jest J/s, miara tak ważna, że nadano jej specjalną nazwę, wat (W), na cześć Jamesa Watta, wynalazcy, matematyka i inżyniera. Uważany przez wielu za prekursora rewolucji przemysłowej, James Watt doprowadził do perfekcji silnik parowy, a później, oprócz wielu innych wkładów, opatentował własny silnik.
Inną koncepcją rozwiniętą przez Jamesa Watta był HP (Horse-Power) lub CV (Horsepower).
Często spotyka się inne sposoby przedstawiania mocy, takie jak wielokrotność kW (1000 W) i MW (1 000 000 W), powszechnie stosowanych w dostawach energii elektrycznej.
W stopo-funtosekundach 1 wat jest wyrażony jako:
Moc stałej siły w przemieszczeniu
Potencja jest wyrażana przez:
Siła F wykonuje pracę na ciele, przesuwając je z punktu A do punktu B. Pracę wykonaną przez siłę F podczas ruchu ciała można obliczyć w następujący sposób:
Gdzie:
F jest siłą stałą mierzoną w niutonach (N).
d to przemieszczenie mierzone w metrach (m).
cos θ jest cosinusem kąta θ. (kąt utworzony między kierunkami siły i ruchu)
Siła w funkcji średniej prędkości
Ponieważ prędkość średnia to przemieszczenie podzielone przez czas, zgodnie z zależnością:
Podstawiając poprzednie równanie pracy, otrzymujemy:
moc chwilowa
Władza jest wynikiem dzielenia pracy i ilości czasu poświęconego na jej wykonanie. Jeśli weźmiemy bardzo mały przedział czasu, dążąc do zera, mamy moc chwilową.
Gdzie,
oznacza, że podział zostanie dokonany za pomocą a 
bardzo blisko zera.
Występ
Sprawność maszyny lub urządzenia to stosunek mocy faktycznie zużytej do mocy, którą otrzymali. Ta użyteczna moc jest częścią użytkową, jest to moc otrzymana minus ta, która została rozproszona.
Urządzenie lub maszyna, która otrzymuje pewną ilość mocy, nie może w pełni przekształcić jej w pracę, część jest tracona z powodu tarcia, w postaci ciepła, hałasu i innych procesów.
Potu = Potr - Potd
Gdzie:
Potu jest użyteczną mocą;
źrebię jest otrzymaną mocą;
Potd jest rozproszona moc.
Formuła dochodu
Gdzie,
jest dochód;
Potu jest użyteczną mocą;
źrebię to otrzymana moc.
Innym sposobem wyrażenia plonu jest zastąpienie plonu wyrażeniem mocy użytkowej.
Wydajność jest zawsze mniejsza niż 100%. Aby zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, trzeba zobaczyć, że w formule użyteczna moc, która jest w liczniku, jest zawsze mniejsza niż moc otrzymana, ponieważ zawsze istnieje rozproszenie.
Ponieważ jest to podział między ilościami w tej samej jednostce, plon nie ma jednostki miary, ponieważ są one anulowane w podziale. Mówimy, że jest to wielkość bezwymiarowa i często wyraża się ją w procentach.
Ideę wydajności można rozszerzyć na maszyny elektryczne, cieplne i mechaniczne.
Dowiedz się więcej o wydajności z Cykl Carnota.
Ćwiczenia
Pytanie 1
Statek, który przewiezie zamówienie samochodów, dokuje, aby go załadować. Pojazdy znajdują się w kontenerach i mają przybliżoną masę 4000 kg każdy. Aby przenieść je z portu na pokład statku, dźwig podnosi je na wysokość 30 m. Każda operacja podnoszenia kontenera trwa 5 min.
Oblicz moc zużytą przez dźwig do wykonania tego zadania. Rozważ przyspieszenie ziemskie g równe 10 m/s².
Rozkład:
Ponieważ średnia moc to praca podzielona przez czas, a czas jest już dostarczony przez problem, musimy określić pracę.
Dane:
m = 4000 kg
wysokość = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m/s².
Praca dźwigu będzie podana siłą ciężaru.
A zatem,
Użyta moc wyniesie 4 kW.
pytanie 2
Na drodze samochód porusza się ze stałą prędkością 40 m/s. Aby wykonać ten ruch, zastosuj stałą siłę poziomą w tym samym kierunku co prędkość. Silnik wytwarza moc 80 kW. Jaka jest intensywność przyłożonej siły?
Rozkład:
Możemy określić siłę poprzez jej stosunek do mocy i szybkości.
Dane:
Vm = 40 m/s
Pot = 80 kW
Moc stałej siły jest iloczynem siły przez prędkość i cosinus kąta utworzonego między nimi. Ponieważ w tym przypadku siła i prędkość są w tym samym kierunku i kierunku, kąt θ wynosi zero, a cosinus wynosi 1.
Garnek = F. Wm. bo
Pot = F.Vm. bo 0
Garnek = F. Wm. 1
Wyizolowanie F i zastąpienie wartości,
Intensywność przyłożonej siły wyniesie 20 kN.
pytanie 3
(Fuvest-SP). Przenośnik taśmowy transportuje 15 skrzynek napojów na minutę z podziemnego magazynu na parter. Bieżnia ma długość 12 m, nachylenie 30º od poziomu i porusza się ze stałą prędkością. Pudła do transportu są już umieszczane z prędkością przenośnika. Jeśli każde pudełko waży 200 N, silnik napędzający ten mechanizm musi zapewniać moc:
a) 20W
b) 40W
c) 300W
d) 600W
e) 1800W
Rozkład:
Moc wynika z relacji między pracą a wykorzystanym czasem, w sekundach.
Dane:
t = 1 min = 60 s
Długość pasa = 12 m
nachylenie = 30°
P = 200 N na pudełko
Przy 15 pudełkach mamy 200 N x 15 = 3000 N.
Czyli P = 3000 N, zatem mg = 3000 N.
Ponieważ praca siły grawitacyjnej jest dana przez T = m.g.h, musimy wyznaczyć wysokość.
Na wysokości h mata tworzy trójkąt prostokątny 30º w stosunku do poziomu. Tak więc, aby określić h, użyjemy sinusa 30º.
Z trygonometrii wiemy, że sinus 30° = 1/2.
Pracę wykona:
Aby określić moc, wystarczy podzielić pracę przez czas.
Dlatego odpowiedzią jest litera c.
za zainteresowanie:
Energia elektryczna
praca i energia
Wzory fizyki
