Un bodybuilder e un quinto selezionatore potrebbero entrambi portare tutti i libri da uno scaffale su una rampa di scale, ma è probabile che non finiscano l'attività nello stesso lasso di tempo. Il bodybuilder sarà probabilmente più veloce perché ha una potenza superiore rispetto alla quinta elementare. Allo stesso modo, una macchina da corsa con un potenza elevata TL; DR (troppo lungo; non letto) La potenza è una misura di quanto lavoro viene fatto in un intervallo di tempo. Una breve nota sulla potenza: il termine intende confrontare la potenza di un motore a vapore con quella di un cavallo, poiché in un motore di 700 cavalli potrebbe fare circa 700 volte il lavoro di un singolo cavallo. Questo risale a quando i motori a vapore erano nuovi e uno degli inventori più importanti che lavoravano per migliorare la loro efficienza, James Watt, coniò il termine come un modo per convincere la persona media del loro valore. Esistono due modi per calcolare la potenza, a seconda delle informazioni disponibili. Inoltre, esistono due unità di potenza ugualmente valide. 1. Potenza in termini di lavoro e tempo: P \u003d W /t Dove il lavoro W 2. Potenza in termini di forza e velocità: P \u003d F × v Dove forza F Queste equazioni non sono casuali equivalenti. La seconda equazione può essere derivata dalla prima in questo modo: A partire da: P \u003d W /t Nota che lavoro Sostituisci questo in: P \u003d F × d /t Quindi, perché spostamento in qualsiasi unità di tempo è velocità P \u003d F × v L'unità di potenza SI p Guardando la seconda formula per l'alimentazione, tuttavia, si ottiene un'altra unità. La forza per la velocità fornisce una misura in unità di Newton-metri al secondo (Nm /s). Quindi, poiché l'unità di energia del Joule è anche definita come un Newton-metro (Nm), la prima parte può essere riscritta come Joule, risultando nella seconda unità di potenza SI: Joule al secondo (J /s ). Suggerimenti La potenza può essere misurata in Watt (W) o Joule al secondo (J /s). Considerando la definizione di potere e i due modi per trovarlo si ottengono molteplici modi per aumentare il potere di qualcosa Suggerimenti Come aumentare la potenza: fare di più in un periodo di tempo più breve. Ciò implica anche che una macchina molto potente, ad esempio un bodybuilder molto muscoloso, potrebbe ancora mancare potere Allo stesso modo, una macchina molto veloce o una persona che non fa molto, qualcuno rapidamente che si agita sul posto ma non arriva da nessuna parte, in realtà non è potente. 1. Usain Bolt ha generato circa 25 W di potenza nel suo scatto da 100 m da record, che ha richiesto 9,58 secondi. Quanto lavoro ha fatto? Dato che sono dati P P \u003d W /t 25 W \u003d W Risoluzione per W 2. Con quale forza media stava spingendo contro il terreno mentre correva? Poiché il lavoro 239,5 Nm /100 m \u003d 2.395 N 3. Quanta potenza genera una persona di 48 kg che impiega 6 secondi per salire su una scala di 3 metri? In questo problema, sono indicati lo spostamento e il tempo, che consente rapidamente un calcolo della velocità: v \u003d d /t \u003d 3 m /6 s \u003d 0,5 m /s La seconda equazione di potenza ha velocità, ma include anche la forza. Una persona che corre su una rampa di scale sta lavorando per contrastare la forza di gravità. Quindi, la forza in questo caso può essere trovata usando la loro massa e accelerazione dovuta alla gravità, che sulla Terra è sempre uguale a 9,8 m /s 2. F grav \u003d mg F grav \u003d 48 kg × 9,8 m /s 2 F grav \u003d 470,4 N Ora forza e la velocità si adatta alla seconda formula per la potenza: P \u003d F × v P \u003d 470,4 N × 0,5 m /s P \u003d 235.2 J /s Nota che la decisione di lasciare le unità qui come J /s piuttosto che Watts è arbitraria. Una risposta ugualmente accettabile è 235,2 W. 4. Una potenza in unità SI è di circa 746 Watt, che si basa sul carico che un cavallo in forma avrebbe potuto trasportare per un minuto. Quanto lavoro ha fatto il cavallo di esempio in questo momento? L'unico passo prima di collegare i valori di potenza e tempo nella prima equazione è assicurarsi che il tempo sia nelle unità SI appropriate dei secondi riscrivendo un minuto come 60 secondi. Quindi: P \u003d W /t 746 W \u003d W W Molte utenze elettriche addebitano ai clienti una commissione in base al chilowattora di utilizzo. Per comprendere il significato di questa unità comune di energia elettrica, inizia abbattendo le unità. Il prefisso chilo Per contare i chilowattora, moltiplicare il numero di chilowatt per le ore utilizzate. Pertanto, se qualcuno utilizza una lampadina da 100 Watt per 10 ore, avrà utilizzato un totale di 1.000 Watt-ora o 1 kWh di elettricità. 1. Una utility elettrica fa pagare $ 0,12 al chilowattora. Un potente vuoto da 3000 W viene utilizzato per 30 minuti. Quanto costa questa quantità di energia ai proprietari di case? 3.000 W \u003d 3 kW 30 minuti \u003d 0,5 ore 3 kW × 0,5 h \u003d 1.5 kWh 1,5 kWh × $ 0,12 /kWh \u003d $ 0,18 2. La stessa utility attribuisce a una famiglia $ 10 per ogni 4 kWh di elettricità che restituisce alla rete. Il sole fornisce circa 1.000 W di potenza per metro quadrato. Se una cella solare di due metri quadrati in una casa raccoglie energia per 8 ore, quanti soldi genera? Date le informazioni nel problema, la cella solare deve essere in grado di raccogliere 2.000 W dal Sole, o 2 kW. In 8 ore, ovvero 16 kWh. ($ 10/4 kWh) × 16 kWh \u003d $ 40
sarà in grado di viaggiare molto più veloce di un cavallo.
Formule per il potere
è misurato in Newton-metri (Nm) e tempo t
viene misurato in secondi (s).
è in Newton (N) e velocità v
è in metri /secondo (m /s).
è il uguale a forza volte spostamento: W \u003d F × d
(v \u003d d /t), riscrivi i termini alla fine come v
:
Unità di potenza
viene solitamente presentata come Watt (W), chiamata per lo stesso James Watt che progettò i motori e li paragonò ai cavalli . Le lampadine e altri elettrodomestici di solito includono questa unità sui loro tag.
Come diventare potenti
: aumentarne la forza (usare più forza
) o esegui lo stesso lavoro più rapidamente (diminuisci t
o aumenta v
). Un'auto potente è forte e veloce, e una debole non lo è. Il può essere svolto più facilmente e rapidamente
, il più potente dell'entità che fa il lavoro.
. Una persona che può sollevare un carico molto pesante, ma solo molto lentamente, è meno potente di qualcuno che può sollevarlo velocemente.
Esempio Calcoli di potenza
e t
, e W
è sconosciuto, usa la prima equazione:
/9.58 s
: 239,5 Nm
in Nm è già noto, così come lo spostamento
in metri, dividendo per il la durata della corsa fornirà la forza
(in altre parole, lavoro
è uguale a forza volte spostamento:
W \u003d F × d):
/60 s
\u003d 44.670 Nm
Kilowatt ed elettricità
significa 1.000, quindi un chilowatt (kW)
è pari a 1.000 watt. Pertanto, un chilowattora (kWh)
è la quantità di chilowatt utilizzati in un'ora di tempo.
Problemi di esempio di Kilowattora
