TJELESNA SNAGA: FORMULE, VRSTE SNAGE I PRIMJERI - FIZIČKA - 2024

Fizička snaga se odnosi na količinu rada (ili energije potrošene) po jedinici vremena. Snaga je skalarne veličine, a njena mjerna jedinica u Međunarodnom sustavu jedinica je joule u sekundi (J / s), poznat kao vat u čast Jamesa Watta.

Druga prilično uobičajena mjerna jedinica su tradicionalne konjske snage. U fizici se proučavaju različite vrste snage: među ostalim mehanička snaga, zvučna snaga, kalorijska snaga. Općenito postoji intuitivna ideja o značenju potencije. Obično je povezan s većom snagom, većom potrošnjom.

Dakle, žarulja troši više električne energije ako je njena snaga veća; Isto vrijedi i za sušilo za kosu, radijator ili osobno računalo.

Stoga je potrebno dobro razumjeti njegovo značenje, različite vrste moći koje postoje i razumjeti kako se izračunava i koji su odnosi između njegovih najčešćih mjernih jedinica.

formule

Za definiciju potrošnje ili napajanja električne energije u vremenskom intervalu, koristi se sljedeći izraz:

P = Š / t

U ovom izrazu P je snaga, W je rad, a t vrijeme.

Ako želite izračunati trenutnu snagu, koristite sljedeću formulu:

U ovoj formuli ∆t je prirast vremena, F je sila, a v brzina.

Jedinice

Jedinstvenost snage u Međunarodnom sustavu jedinica je joule u sekundi (J / s), poznata i kao watt (W). U nekim je kontekstima uobičajeno koristiti i druge jedinice poput kilovata (kW), konjskih snaga (CV).

Naravno, kilovat je jednak 1000 vata. Sa svoje strane, ekvivalencija između konjskih snaga i vata je sljedeća:

1 CV = 745,35 W

Druga jedinica snage, iako je njegova upotreba mnogo rjeđa, je erg u sekundi (erg / s), što je ekvivalentno 10 ^-7 W.

Važno je razlikovati kilovat od kilovat sata (kWh), jer je potonji jedinica energije ili rada, a ne snage.

Vrste snage

Među raznim vrstama moći koje postoje, neke od najvažnijih su one koje će se proučavati u nastavku.

Mehanička snaga

Mehanička snaga na krutoj krutini dobiva se tako da se proizvod napravi između ukupne rezultirajuće sile i brzine koja se prenosi na to tijelo.

P = F ∙ v

Taj je izraz ekvivalentan izrazu: P = W / t, a u stvari se iz njega dobiva.

U slučaju da pored toga postoji rotacijsko kretanje krute krute tvari i da, dakle, sile koje djeluju na njega mijenjaju njegovu kutnu brzinu, stvarajući kutno ubrzanje, moramo:

P = F ∙ v + M ∙ ω

U ovom izrazu M je trenutak koji nastaje iz primijenjenih sila, a ω je kutna brzina tijela.

Električna energija

Električna snaga koju električna komponenta isporučuje ili troši rezultat je dijeljenja količine električne energije koju ta komponenta isporučuje ili apsorbira i vremena utrošenog na nju. Izračunava se iz sljedećeg izraza:

P = V ∙ I

U ovoj jednadžbi V je razlika potencijala po komponenti, a I intenzitet električne struje koja prolazi kroz nju.

U posebnom slučaju da je komponenta električni otpor, za izračunavanje snage mogu se upotrijebiti sljedeći izrazi: P = R ∙ I ² = V ² / R, gdje je R vrijednost električnog otpora dotične komponente.

Snaga grijanja

Kalorična snaga komponente definira se kao količina energije koja se dijeli ili oslobađa kao toplina od strane navedene komponente u jedinici vremena. Izračunava se iz sljedećeg izraza:

P = E / t

U ovom izrazu E je energija koja se oslobađa u obliku topline.

Snaga zvuka

Snaga zvuka definira se kao energija koju zvučni val prenosi u jedinici vremena kroz određenu površinu.

Na taj način, zvučna snaga ovisi i o intenzitetu zvučnog vala i površini koja je prekrižena navedenim valom, a izračunava se pomoću sljedećeg integralnog:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

U ovom integralnom Psu je zvučna snaga vala, Is je intenzitet zvuka vala, a dS je površinski diferencijal koji je prekrižen valom.

Nazivna snaga i stvarna snaga

Nominalna snaga je najveća snaga koju stroj ili motor zahtijeva ili može ponuditi u normalnim uvjetima uporabe; to jest, najveća snaga koju stroj ili motor mogu podržati ili ponuditi.

Nominalni izraz koristi se zato što se ta snaga općenito koristi za karakterizaciju stroja, za njegovo imenovanje.

Sa svoje strane, stvarna ili korisna snaga - to je snaga koju stroj ili motor stvarno koristi, generira ili koristi - obično se razlikuje od nazivne i obično je manja.

Primjeri

Prvi primjer

Želite diziti 100 kg klavira do sedmog kata koji je na visini od 20 metara. Dizalici treba 4 sekunde da podigne glasovir. Izračunajte snagu dizalice.

Riješenje

Za izračunavanje snage koristi se sljedeći izraz:

P = Š / t

Međutim, prije svega potrebno je izračunati posao koji je izvršio dizalica.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9.8 ∙ 20 ∙ 1 = 19.600 N

Stoga će snaga dizalice biti:

P = 19,600 / 4 = 4900 W

Drugi primjer

Izračunajte snagu disipiranu otpornikom od 10 Ω ako je struja od 10 A.

Riješenje

U tom je slučaju potrebno izračunati električnu snagu, za koju se koristi sljedeća formula:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W

Reference

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fizika svezak 1. Cecsa.
2. Snaga (fizička). (ND). U Wikipediji. Preuzeto 3. svibnja 2018. s es.wikipedia.org.
3. Snaga (fizika). (ND). U Wikipediji. Preuzeto 3. svibnja 2018. s en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert i Halliday, David (2004). Fizika 4. CECSA, Meksiko.
5. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Fizika za znanstvenike i inženjere (6. izdanje). Brooks / Cole.