Güç, bir görevin ne kadar hızlı gerçekleştirildiğinin veya belirli bir zaman diliminde kaç görevin gerçekleştirildiğinin bir ölçüsüdür.
Fizikte güç kavramı, bu görevleri yerine getirmek için tüketilen veya sağlanan enerji miktarı ve kullanılan süre ile ilgilidir.
İki makine aynı işi yapıyorsa ve bunlardan biri yarı sürede yapıyorsa, ne kadar hızlı olursa o kadar güçlü olur. İki makine aynı sürede çalışıyorsa ve bunlardan biri iki kat daha fazla üretiyorsa, en çok üreten makine en güçlü makinedir.
Güç, iş ile bu işi yapmak için kullanılan zaman aralığı arasındaki bölünmenin sonucudur, skaler bir büyüklüktür, yani yön ve yön tanımlaması gerekli değildir.
Ortalama güç formülü
Nerede:
T iştir, J (joule) cinsinden ölçülür;, s (saniye) cinsinden ölçülür.
İşin miktarı, yani kullanılan veya sağlanan enerji, belirli bir süre boyunca değişebileceğinden, yukarıdaki formül ortalama gücü verir.
güç ünitesi
Uluslararası sistemde (SI), işin birimi joule (J) ve zaman saniyedir (s). Bu nedenle güç birimi J/s'dir, o kadar önemli bir ölçüdür ki, mucit, matematikçi ve mühendis James Watt'ın onuruna watt (W) olarak özel bir isim verilmiştir. Birçok kişi tarafından sanayi devriminin öncüsü olarak kabul edilen James Watt, buhar motorunu mükemmelleştirdi ve daha sonra diğer birçok katkının yanı sıra kendi motorunun patentini aldı.
James Watt tarafından geliştirilen bir diğer kavram HP (Beygir Gücü) veya CV (beygir gücü) idi.
Elektrik enerjisi tedarikinde yaygın olarak kullanılan birden fazla kW(1.000 W) ve MW (1.000.000 W) gibi gücü temsil etmenin başka yollarına rastlamak yaygındır.
Ayak-pound-saniye olarak 1 watt şu şekilde ifade edilir:
Yer değiştirmede sabit bir kuvvetin gücü
Potens şu şekilde ifade edilir:
Bir F kuvveti, bir cisim üzerinde iş yapar ve onu A noktasından B noktasına hareket ettirir. Cismi hareket ettirirken F kuvvetinin yaptığı iş şu şekilde hesaplanabilir:
Nerede:
F, Newton (N) cinsinden ölçülen sabit bir kuvvettir.
d, metre (m) cinsinden ölçülen yer değiştirmedir.
cos θ, θ açısının kosinüsüdür. (kuvvet ve hareket yönleri arasında oluşan açı)
Ortalama hızın bir fonksiyonu olarak bir kuvvetin gücü
Ortalama hız, yer değiştirme bölü zamana göre, bağıntıya göre:
İşin önceki denklemini yerine koyarsak, elimizde:
anlık güç
Güç, işin ve bu işi yapmak için kullanılan zamanın bölünmesinin sonucudur. Sıfıra doğru çok küçük bir zaman aralığı alırsak, anlık güce sahibiz.
Nerede,
bölme işleminin bir ile yapılacağı anlamına gelir. 
sıfıra çok yakın.
Verim
Bir makinenin veya cihazın verimliliği, gerçekte kullanılan güç ile aldığı güç arasındaki orandır. Bu faydalı güç, kullanılabilir kısımdır, alınan güç eksi harcanan güçtür.
Bir miktar güç alan bir cihaz veya makine, onu tam olarak işe dönüştüremez, sürtünme nedeniyle ısı, gürültü ve diğer işlemler şeklinde bir parçası kaybolur.
Potu = Potr - Pot
Nerede:
pota faydalı güçtür;
tay alınan güçtür;
saksı harcanan güçtür.
gelir formülü
Nerede,
gelirdir;
pota faydalı güçtür;
tay alınan güçtür.
Verimi ifade etmenin başka bir yolu, verim yerine faydalı güç ifadesini kullanmaktır.
Verim her zaman %100'den azdır. Bunun neden olduğunu anlamak için, formülde, payda bulunan faydalı gücün, her zaman bir israf olduğu için alınan güçten her zaman daha az olduğunu görmek gerekir.
Aynı birimin miktarları arasında bir bölme olduğu için, bölmede iptal edildiğinden verimin bir ölçüm birimi yoktur. Boyutsuz bir nicelik olduğunu söylüyoruz ve yüzde olarak ifade etmek yaygın.
Verim fikri, elektrikli, termal ve mekanik makinelere kadar genişletilebilir.
Şununla performans hakkında daha fazla bilgi edinin: Karnot Döngüsü.
Egzersizler
soru 1
Bir araba siparişini taşıyacak bir gemi, onu yüklemek için yanaşıyor. Araçlar konteynırlardadır ve her birinin yaklaşık kütlesi 4000 kg'dır. Onları limandan gemi güvertesine taşımak için bir vinç onları 30 m yüksekliğe kaldırır. Bir konteyneri kaldırmak için yapılan her işlem 5 dakika sürer.
Bu görevi gerçekleştirmek için vincin kullandığı gücü hesaplayın. 10 m/s²'ye eşit olan g yerçekimi ivmesini göz önünde bulundurun.
Çözüm:
Ortalama güç, işin zamana bölünmesi olduğundan ve zaman zaten problem tarafından sağlandığından, işi belirlememiz gerekir.
Veri:
m = 4000 kg
yükseklik = 30 m
t = 5 dk = 5 x 60 sn = 300 sn
g = 10 m/s².
Vinç işi ağırlık kuvveti ile verilecektir.
Böylece,
Kullanılan güç 4 kW olacaktır.
soru 2
Bir yolda bir araba 40 m/s sabit hızla hareket etmektedir. Bu hareketi gerçekleştirmek için, hız ile aynı yönde sabit bir yatay kuvvet uygulayın. Motor 80 kW'lık bir çıkış üretir. Uygulanan kuvvetin şiddeti nedir?
Çözüm:
Gücü, güç ve hız ile olan ilişkisi aracılığıyla belirleyebiliriz.
Veri:
Vm = 40 m/s
Tencere = 80 kW
Sabit bir kuvvetin gücü, kuvvetin hız ile çarpımı ve aralarında oluşan açının kosinüsü ile verilir. Bu durumda kuvvet ve hız aynı yön ve yönde olduğundan, θ açısı sıfır ve kosinüs 1'dir.
Pot = F Gel. çünkü θ
Pot = F.Vm. çünkü 0
Pot = F Gel. 1
F'yi izole etmek ve değerleri değiştirmek,
Uygulanan kuvvetin şiddeti 20 kN olacaktır.
Soru 3
(Fuvest-SP). Bir konveyör bant, bir yeraltı deposundan zemin kata dakikada 15 kasa içecek taşır. Koşu bandı 12 m uzunluğa, yataydan 30º eğime sahiptir ve sabit hızla hareket eder. Taşınacak kutular zaten konveyör hızıyla yerleştirilmiştir. Her kutu 200 N ağırlığındaysa, bu mekanizmayı çalıştıran motor aşağıdaki gücü sağlamalıdır:
a) 20W
b) 40W
c) 300W
d) 600W
e) 1800W
Çözüm:
Güç, iş ve kullanılan zaman arasındaki ilişki ile saniye cinsinden verilir.
Veri:
t = 1 dak = 60 s
Kemer uzunluğu = 12 m
eğim = 30°
P = kutu başına 200 N
15 kutu ile 200 N x 15 = 3000 N'ye sahibiz.
Yani P = 3000 N, dolayısıyla mg = 3000 N.
Yerçekimi kuvvetinin işi T = m.g.h ile verildiğinden yüksekliği belirlememiz gerekiyor.
Paspasla birlikte h yüksekliği, yataya göre 30º dik üçgen oluşturur. Yani h'yi belirlemek için 30º'nin sinüsünü kullanacağız.
Trigonometriden sinüsün 30° = 1/2 olduğunu biliyoruz.
İş tarafından verilecektir:
Gücü belirlemek için, işi zamana bölmeniz yeterlidir.
Bu nedenle cevap c harfidir.
İlgilendiğiniz için:
Elektrik gücü
iş ve enerji
fizik formülleri
