Kraft är ett mått på hur snabbt en uppgift utförs eller hur många uppgifter som utförs under en given tidsperiod.
I fysik relaterar begreppet makt mängden energi som förbrukas eller levereras för att utföra dessa uppgifter och den tid som användes.
Om två maskiner gör samma jobb och en av dem gör det på halva tiden, desto snabbare desto kraftfullare. Om två maskiner arbetar lika mycket tid, och en av dem producerar dubbelt så mycket, är den maskin som producerar mest den mest kraftfulla.
Kraften är resultatet av uppdelningen mellan arbetet och tidsintervallet som används för att utföra detta arbete, eftersom det är en skalär kvantitet, det vill säga det är inte nödvändigt att definiera riktning och riktning.
Medeleffektformel
Var:
T är arbete, mätt i J (joule);, mätt i s (sekunder).
Eftersom mängden arbete, det vill säga energi, som används eller levereras, kan variera över en tidsperiod, ger formeln ovan medeleffekten.
kraftenhet
I det internationella systemet (SI) är arbetsenheten joule (J) och tiden är den / de andra. Därför är kraftenheten J / s, ett mått så viktigt att det fick ett speciellt namn, watt (W), till ära för James Watt, uppfinnare, matematiker och ingenjör. Av många ansågs vara föregångaren till den industriella revolutionen perfektionerade James Watt ångmotorn och senare patenterade han sin egen motor, förutom många andra bidrag.
Ett annat koncept utvecklat av James Watt var HP (Horse-Power) eller CV (hästkrafter).
Det är vanligt att stöta på andra sätt att representera effekt, såsom multipel kW (1000 W) och MW (1.000.000 W), som vanligtvis används i elektrisk energiförsörjning.
I fotpund-sekunder uttrycks 1 watt som:
Kraften hos en konstant kraft i en förskjutning
Styrka uttrycks av:
En kraft F, utför arbete på en kropp och flyttar den från punkt A till punkt B. Arbetet som utförs med kraft F när kroppen flyttas kan beräknas enligt följande:
Var:
F är en konstant kraft, mätt i Newton (N).
d är förskjutningen, mätt i meter (m).
cos θ är vinkeln cosinus θ. (vinkel bildad mellan kraftens och rörelsens riktningar)
Kraftens kraft som en funktion av medelhastigheten
Eftersom medelhastigheten är förskjutningen dividerad med tiden, enligt förhållandet:
Genom att ersätta verkets tidigare ekvation har vi:
omedelbar kraft
Kraft är resultatet av att dela upp arbetet och den tid som används för att utföra det arbetet. Om vi tar ett mycket litet tidsintervall, tenderar vi mot noll, har vi den momentana kraften.
Var,
innebär att delningen kommer att göras med en 
mycket nära noll.
Prestanda
Effektiviteten hos en maskin eller enhet är förhållandet mellan den effekt som faktiskt används och den effekt den fick. Denna användbara kraft är den användbara delen, det är den kraft som mottogs minus den som försvann.
En enhet eller maskin som får en mängd kraft kan inte omvandla den till arbete helt, en del förloras på grund av friktion, i form av värme, buller och andra processer.
Potu = Potr - Potd
Var:
Potu är den användbara kraften;
föl är den mottagna makten;
Potd är den försvunna makten.
Inkomstformel
Var,
är inkomsten;
Potu är den användbara kraften;
föl är den mottagna kraften.
Ett annat sätt att uttrycka avkastning är att ersätta uttrycket av användbar kraft mot avkastning.
Avkastningen är alltid mindre än 100%. För att förstå varför detta händer är det nödvändigt att se att i formeln är den användbara kraften, som finns i täljaren, alltid mindre än den mottagna effekten, eftersom det alltid finns en spridning.
Eftersom det är en uppdelning mellan kvantiteter av samma enhet, har avkastningen ingen måttenhet, eftersom de avbryts i uppdelningen. Vi säger att det är en måttlös kvantitet och det är vanligt att uttrycka det i procent.
Idén om avkastning kan utvidgas till att omfatta elektriska, termiska och mekaniska maskiner.
Läs mer om prestanda med Carnot-cykel.
Övningar
fråga 1
Ett fartyg som transporterar en beställning av bilar hamnar för att ladda den. Fordonen är i containrar och har en ungefärlig massa på 4000 kg vardera. För att flytta dem från hamnen till skeppets däck lyfter en kran dem till en höjd av 30 m. Varje operation för att lyfta en container varar 5 min.
Beräkna kraften som kranen använder för att utföra denna uppgift. Tänk på tyngdaccelerationen g, lika med 10 m / s².
Upplösning:
Eftersom genomsnittseffekten är arbete dividerat med tid och tiden redan tillhandahålls av problemet måste vi bestämma arbetet.
Data:
m = 4000 kg
höjd = 30 m
t = 5 min = 5 x 60 s = 300 s
g = 10 m / s².
Kranarbete kommer att ges efter viktkraft.
Således,
Den använda effekten är 4 kW.
fråga 2
På en väg rör sig en bil med en konstant hastighet på 40 m / s. För att utföra denna rörelse, använd en konstant horisontell kraft i samma riktning som hastigheten. Motorn ger en effekt på 80 kW. Vad är intensiteten på den applicerade kraften?
Upplösning:
Vi kan bestämma styrka genom dess förhållande till kraft och hastighet.
Data:
Vm = 40 m / s
Gryta = 80 kW
Kraften hos en konstant kraft ges av produkten av kraften genom hastigheten och av cosinus för den vinkel som bildas mellan dem. Eftersom kraft och hastighet i detta fall är i samma riktning och riktning är vinkeln zero noll och cosinus är 1.
Kruka = F. Vm. cos θ
Kruka = F.Vm. cos 0
Kruka = F. Vm. 1
Isolering av F och ersättning av värden,
Intensiteten för den applicerade kraften är 20 kN.
fråga 3
(Fuvest-SP). Ett transportband transporterar 15 drycker per minut från ett underjordiskt lager till bottenvåningen. Löpbandet har en längd på 12 m, en lutning på 30 ° från det horisontella och rör sig med konstant hastighet. Lådorna som ska transporteras är redan placerade med transportörens hastighet. Om varje låda väger 200 N måste motorn som driver denna mekanism ge kraften till:
a) 20W
b) 40W
c) 300W
d) 600W
e) 1800W
Upplösning:
Kraft ges av förhållandet mellan arbete och tid som används, i sekunder.
Data:
t = 1 min = 60 s
Remlängd = 12 m
lutning = 30 °
P = 200 N per låda
Med 15 lådor har vi 200 N x 15 = 3000 N.
Så P = 3000 N, därför mg = 3000 N.
Eftersom gravitationskraftens arbete ges av T = m.g.h, måste vi bestämma höjden.
På höjden h bildar mattan en rätvinklig triangel 30º i förhållande till den horisontella. Så för att bestämma h använder vi sinus på 30º.
Från trigonometri vet vi att sinus 30 ° = 1/2.
Arbetet kommer att ges av:
För att bestämma styrkan, dela bara arbetet med tiden.
Svaret är därför bokstaven c.
Du för att vara intresserad av:
Elkraft
arbete och energi
Fysikformler
