ФИЗИЧЕСКАЯ СИЛА: ФОРМУЛЫ, ВИДЫ СИЛЫ И ПРИМЕРЫ - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2025

Физическая сила относится к количеству работы (или) энергии , потребляемой в единицу времени. Мощность - это скалярная величина, ее единицей измерения в Международной системе единиц является джоуль в секунду (Дж / с), известный как ватт в честь Джеймса Ватта.

Другой довольно распространенной единицей измерения является традиционная мощность в лошадиных силах. В физике изучаются различные типы энергии: механическая мощность, звуковая мощность, теплотворная способность и другие. В целом есть интуитивное представление о значении потенции. Обычно это связано с большей мощностью, большим потреблением.

Таким образом, лампочка потребляет больше электроэнергии, если ее мощность больше; То же самое касается фена, радиатора или персонального компьютера.

По этой причине необходимо полностью понимать его значение, различные типы существующих полномочий и понимать, как он рассчитывается и каковы отношения между его наиболее распространенными единицами измерения.

Формулы

По определению, для расчета мощности, потребляемой или подаваемой за интервал времени, используется следующее выражение:

P = Вт / т

В этом выражении P - мощность, W - работа, а t - время.

Если вы хотите рассчитать мгновенную мощность, вам следует использовать следующую формулу:

В этой формуле ∆t - приращение времени, F - сила, а v - скорость.

Единицы

Уникальность мощности в Международной системе единиц - это джоуль в секунду (Дж / с), известный как ватт (Вт). В определенных контекстах также довольно часто используются другие единицы, такие как киловатт (кВт), лошадиные силы (CV) и другие.

Конечно, киловатт равен 1000 ватт. Со своей стороны, эквивалентность лошадиных сил и ватт выглядит следующим образом:

1 CV = 745,35 Вт

Еще одна единица измерения мощности, хотя она используется гораздо реже, - это эрг в секунду (эрг / с), что эквивалентно ^10-7 Вт.

Важно отличать киловатт от киловатт-часа (кВтч), поскольку последний является единицей энергии или работы, а не мощностью.

Типы мощности

Среди различных существующих типов власти некоторые из наиболее важных - это те, которые будут изучены ниже.

Механическая мощность

Механическая сила, прилагаемая к твердому телу, получается путем произведения произведения прилагаемой общей результирующей силы и скорости, передаваемой этому телу.

P = F ∙ v

Это выражение эквивалентно выражению: P = W / t, и фактически оно получается из него.

В случае, если также происходит вращательное движение твердого тела и, следовательно, силы, действующие на него, изменяют его угловую скорость, вызывая угловое ускорение, из этого следует, что:

P = F ∙ v + M ∙ ω

В этом выражении M - момент, возникающий в результате приложенных сил, а ω - угловая скорость тела.

Электроэнергия

Электроэнергия, подаваемая или потребляемая электрическим компонентом, является результатом деления количества электрической энергии, доставленной или потребляемой упомянутым компонентом, и времени, затраченного на нее. Он рассчитывается из следующего выражения:

P = V ∙ I

В этом уравнении V - это разность потенциалов на компоненте, а I - сила электрического тока, который проходит через него.

В частном случае, когда компонент представляет собой электрическое сопротивление, для расчета мощности можно использовать следующие выражения: P = R ∙ I ² = V ² / R, где R - значение электрического сопротивления рассматриваемого компонента.

Мощность нагрева

Теплотворная способность компонента определяется как количество энергии, рассеиваемой или выделяемой в виде тепла указанным компонентом за единицу времени. Он рассчитывается из следующего выражения:

P = E / t

В этом выражении E - это энергия, выделяемая в виде тепла.

Звуковая мощность

Звуковая мощность определяется как энергия, переносимая звуковой волной за единицу времени через определенную поверхность.

Таким образом, звуковая мощность зависит как от интенсивности звуковой волны, так и от поверхности, пересекаемой указанной волной, и рассчитывается с помощью следующего интеграла:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

В этом интеграле Ps - мощность звука волны, Is - интенсивность звука волны, а dS - поверхностный дифференциал, пересекаемый волной.

Номинальная мощность и активная мощность

Номинальная мощность - это максимальная мощность, которую машина или двигатель требует или может предложить при нормальных условиях использования; то есть максимальная мощность, которую машина или двигатель может поддерживать или предлагать.

Номинальный термин используется потому, что эта мощность обычно используется для характеристики машины, для ее названия.

Со своей стороны, реальная или полезная мощность, то есть мощность, которая фактически используется, генерируется или используется машиной или двигателем, обычно отличается от номинальной и обычно меньше.

Примеры

Первый пример

Вы хотите поднять 100-килограммовое пианино на седьмой этаж, расположенный на высоте 20 метров. Крану требуется 4 секунды, чтобы поднять пианино. Рассчитайте мощность крана.

Решение

Для расчета мощности используется следующее выражение:

P = Вт / т

Однако в первую очередь требуется рассчитать работу, проделанную краном.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 Н

Следовательно, мощность крана будет:

P = 19,600 / 4 = 4900 Вт

Второй пример

Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором 10 Ом при токе 10 А.

Решение

В этом случае необходимо рассчитать электрическую мощность, для чего используется следующая формула:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 Вт

Ссылки

1. Резник, Халлидей и Крейн (2002). Физика Том 1. Cecsa.
2. Мощность (физическая). (Й). В Википедии. Получено 3 мая 2018 г. с сайта es.wikipedia.org.
3. Мощность (физика). (Й). В Википедии. Получено 3 мая 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.
4. Резник, Роберт и Холлидей, Дэвид (2004). Физика 4-я. CECSA, Мексика.
5. Сервей, Раймонд А.; Джуэтт, Джон В. (2004). Физика для ученых и инженеров (6-е издание). Брукс / Коул.