Mēs izskaidrojam, kas ir spēks fizikā, kādi veidi pastāv un dažādi piemēri. Arī formulas tā aprēķināšanai.
Kas ir spēks fizikā?
Fizikā spēks (attēlots ar simbolu P) ir noteikta summa darbs kaut kādā veidā iedarbināts vienībā laikapstākļi noteikts. Citiem vārdiem sakot, tas ir darba apjoms laika vienībā, ko ražo kāds objekts vai sistēma.
Jauda tiek mērīta vatos (W), kas ir vienība, kas godina skotu izgudrotāju Džeimsu Vatu un ir vienāda ar vienu džoulu (J) paveiktā darba. otrais (s), tas ir:
W = J/s
Anglosakšu mērīšanas sistēmā šo vienību aizstāj ar zirgiem spēku (hp).
Spēja izprast un precīzi izmērīt jaudu bija noteicošais faktors pirmo tvaika dzinēju izstrādē — ierīci, uz kuras Industriālā revolūcija. Savukārt mūsdienās to parasti saista ar elektrība un cita veida enerģētiskie resursi moderns, jo jūs varat arī norādīt summu Enerģija pārraidīts.
Jaudas veidi
Ir šādi jaudas veidi:
- Mehāniskā jauda Tas, ko iegūst, pieliekot spēku cietai vai deformējamai cietai vielai.
- Elektroenerģija. Darba vietā tas attiecas uz pārraidītās enerģijas daudzumu laika vienībā a sistēma vai ķēde.
- Sildīšanas jauda. Attiecas uz summu karstums ka ķermenis atbrīvo vide uz laika vienību.
- Skaņas jauda. To saprot kā enerģijas daudzumu, ko skaņas vilnis laika vienībā pārvieto pa noteiktu virsmu.
Jaudas formulas
Jaudu vispārīgi aprēķina pēc šādas formulas:
P = ΔE / Δt
ΔE apzīmē enerģijas izmaiņas vai izmaiņas darbā.
Δt apzīmē laiku, kas mērīts sekundēs.
Tomēr katrs iedarbības veids tiek izteikts ar savu formulējumu, piemēram:
- Mehāniskā jauda P (t) = F.v, lai gan, ja notiek cietās vielas rotācija un pieliktie spēki maina tās leņķisko ātrumu, tā vietā izmantosim P (t) = F.v + M.ω. F un M būs attiecīgi rezultējošais spēks un rezultējošais moments; savukārt V un ω būs tā punkta ātrums, kurā tika aprēķināts rezultāts, un ķermeņa leņķiskais ātrums.
- Elektroenerģija. P (t) = I (t). V (t), kur I ir plūstošā strāva, ko mēra ampēros, un V ir potenciālu starpība (kritums spriegums) mēra voltos. Gadījumā, ja a izturību Elektrības vadītāja vietā izmantojamā formula būs P = I2R = V2 / R, kur R ir materiāla pretestība, ko mēra omos.
- Sildīšanas jauda. P = E / t, kur E ir nodrošinātā siltumenerģija, ko mēra džoulos (J). Ņemiet vērā, ka tas ir vienaldzīgs pret siltuma grādiem.
- Skaņas jauda. PS = ʃIr dS, kur ess ir skaņas intensitāte un dS elements, ko sasniedz vilnis.
Jaudas piemēri
- Spēja pārvietot masu
Mēs vēlamies celt 100 kg būvmateriālu būvniecības stadijā esošās ēkas septītajā stāvā, tas ir, apmēram 20 metrus no ES parasti. Mēs vēlamies to izdarīt ar celtņa palīdzību un 4 sekundēs, tāpēc mums ir jānoskaidro tā nepieciešamā jauda.
Lai izmantotu formulu P = w / t, vispirms jāaprēķina celtņa paveiktais darbs.
Šim nolūkam mēs izmantojam formulu W = F. d. cos a = 100 x 9,8 x 20 x 1 = 19 600 N. Tad: P = 19 600 N / 4 s, tas ir, celtņa jaudai jābūt 4900 W.
- Jauda izkliedē rezistoru
Mums jāaprēķina jaudas daudzums, ko izkliedē elektriskā pretestība 10 omi, kad mēs to šķērsojam ar strāva 10 ampēri. Šajā gadījumā mēs izmantojam formulu P = R x I2 šādi: P = 10 x 102, kā rezultātā tiek iegūta 1000 vatu izkliedētā jauda.