Физика Работа силы. Мощность

Материалы к уроку

Конспект урока

Ежедневно, совершенно не задумываясь, мы, используя наши мышцы, либо приводим в движение окружающие нас предметы и поддерживаем это движение, либо же останавливаем движущиеся тела.
Этими телами являются орудия труда, например, топор, карандаш, пила.
В различных играх мы перемещаем мячи, клюшки, шайбы, шахматные фигуры.
На производстве и в сельском хозяйстве люди также приводят в движение различные орудия труда.
Правда, в последнее время роль простых рабочих постепенно сводится к управлению механизмами. Но в каждом механизме можно увидеть аналоги простых орудий ручного труда. Например, в швейной машинке имеется игла, ковш экскаватора заменяет лопату.
Применение современных машин во много раз увеличивает производительность труда благодаря использованию в них двигателей. Назначение любого двигателя состоит в том, чтобы приводить в движение тела или их части, а также поддерживать это движение, преодолевая 

торможение как обычным трением, так и «рабочим» сопротивлением. Так резец не должен просто скользить по материалу, а, врезаясь в него, разрезать материал, или снимать стружку. Плуг комбайна используется для того, чтобы взрыхлять землю. При этом на резец или на плуг должна действовать со стороны двигателя сила, точка приложения которой перемещается вместе с резцом или плугом.
Когда человек или двигатель воздействует с определенной силой на тело, которое находится в движении, то мы считаем, что он совершает работу. Это обыденное понятие о работе легло в основу формирования одного из самых важных понятий механики — понятия работы силы.
В окружающем нас мире  работа совершается постоянно, когда на какое-либо тело в направлении его движения или же в противоположную сторону действует сила. Это может быть одна сила или несколько сил.

Она может действовать со стороны одного другого тела или нескольких других тел. Так, сила притяжения совершает работу при падении камня с обрыва. В это же время совершают работу и силы трения, которые действуют на камень со стороны воздуха.
Также совершает работу и сила упругости, когда распрямляется согнутое из-за ветра дерево.
Применяя второй закон Ньютона в импульсной форме, мы можем рассчитать изменение скорости тела по модулю и направлению, зная приложенную к телу силу и время ее действия. 
Во многих случаях важно уметь рассчитывать изменение скорости по модулю, если при перемещении тела на него действует сила. В механике используется особая физическая величина, характеризующая воздействия на тела сил, приводящих к изменению модуля их скорости. Эту величину называют работой силы, она зависит от действующей силы и от перемещения тела в результате действия этой силы.
Сила, направленная перпендикулярно скорости, а значит, и перемещению, изменяет скорость только по направлению, но не по модулю. Такое движение происходит при равномерном движении по окружности, когда ускорение тела, а значит, и приложенная к нему сила, перпендикулярны скорости.
Модуль вектора скорости изменяется только в том случае, когда проекция силы на направление перемещения тела не равна нулю. Именно эта проекция определяет, какое действие оказывает сила, изменяющая скорость тела по модулю. Совершает работу проекция вектора силы. Следовательно, работу можно рассматривать как произведение проекции вектора силы на направление перемещения тела на модуль вектора перемещения.
Если угол между силой и перемещением обозначить как альфа, тогда проекция вектора силы на направление перемещения равна произведению модуля вектора силы на косинус угла альфа.
Получаем, что работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними.
Эта формула справедлива только в том случае, когда сила постоянна и тело движется вдоль прямой линии. Если траектория движения тела криволинейна, а сила, действующая на него изменяется, траекторию движения тела разделяют на бесконечно малые отрезки, которые можно считать прямолинейными, а силу на них постоянной.
Работа, в отличие от силы и перемещения, является не векторной, а скалярной величиной. Она может быть положительной, отрицательной или равной нулю. Работа силы является отрицательной, если эта сила мешает движению тела; положительной – если сила помогает движению; и работа силы равна нулю, если сила не препятствует и не помогает движению тела.
Знак работы определяется знаком косинуса угла между силой и перемещением. Если угол меньше 90 градусов, работа силы величина положительная, так как косинус острых углов больше нуля. 
При угле больше 90 градусов работа отрицательна, так как косинус тупых углов меньше нуля. В этом случае сила препятствует движению.
При угле равном 90 градусов сила перпендикулярна перемещению, косинус такого угла равен нулю,  работа этой силой не совершается. Примером может служить сила тяжести, которая не совершает работу при перемещении тела по горизонтальной поверхности. При движении спутника по круговой орбите сила всемирного тяготения также не совершает работу.

В случае, когда на тело действует несколько сил, проекцию результирующей силы на перемещение можно вычислить как сумму проекций отдельных сил. Поэтому работа результирующей силы равна сумме произведений проекций каждой из действующих сил на направление перемещения на модуль вектора перемещения. Или полная работа нескольких сил равна сумме работ всех сил, действующих на тело.
Единица работы может быть установлена с помощью основной формулы: работа силы равна произведению модулей силы и перемещения точки приложения силы и косинуса угла между ними. Если при одинаковом направлении силы и перемещения к телу приложена сила, модуль которой равен единице, и тело перемещается на единицу длины, то и работа силы будет равна единице. В Международной системе единиц работа измеряется в джоулях.
Джоуль — это работа, совершаемая силой один ньютон при перемещении один метр, если направления силы и перемещения совпадают.
Одна и та же работа может быть выполнена очень быстро – за маленький промежуток времени или медленно – в течение большого интервала времени.    На практике, однако, имеет большое значение быстро или медленно была выполнена работа. Производительность любого двигателя характеризуется временем, в течение которого выполняется работа.  Достаточно большую работу может совершить и вполне небольшой электромоторчик, но для этого понадобится очень много времени. Однако более мощному мотору для этого понадобится гораздо меньше времени.  Примером могут служить два электронасоса: небольшой производительности и более производительный. Оба они могут заполнить водой одинаковые по емкости бассейны, но меньшему насосу для этого потребуется значительно бОльшее время. 
Физическая величина, характеризующая скорость, с которой выполняется работа, это мощность.
Мощностью называют отношение работы  к интервалу времени, за который эта работа совершена.
Мощность численно равна работе, совершенной в единицу времени.
Заменяя в формуле мощности работу ее выражением, получим, что мощность равна произведению модуля вектора силы на модуль вектора скорости тела и на косинус угла между их направлениями.
Понятие мощности вводится для оценки работы за единицу времени, совершаемой каким-либо механизмом — насосом, подъемным краном, мотором машины. Поэтому в полученных формулах под силой подразумевается сила тяги.
В Международной системе единиц мощность выражается в ваттах. Мощность равна 1 ватт, если работа 1 джоуль совершается за 1 секунду.
Наряду с ваттом используются более крупные единицы мощности:
1 гектоватт равен 100 ваттам,
1 киловатт равен 1000 ваттам,
1 мегаватт равен 1000000 ваттам.
Мощность можно повысить как за счет увеличения действующих сил, так и за счет увеличения скорости движения.

Остались вопросы по теме? Наши педагоги готовы помочь!

• Подготовим к ЕГЭ, ОГЭ и другим экзаменам

• Найдём слабые места по предмету и разберём ошибки

• Повысим успеваемость по школьным предметам

• Поможем подготовиться к поступлению в любой ВУЗ

Выбрать педагогаОставить заявку на подбор

Определение мощности, развиваемой школьниками в процессе жизнедеятельности

Учеба  ->  Среднее образование  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Механика относительно проста, механические явления встречаются нам на каждом шагу. Этот раздел физики, объединяет несколько общих законов, пользуется общими механическими понятиями. Пользуясь методами механики, можно не только объяснить увиденное, но и создавать новое или усовершенствовать механизм. Важную роль в физике имеют физические величины – работа и мощность. В обыденной жизни словом «работа» мы называем всякий полезный труд рабочего, инженера, ученого и учащегося. Но в физике, понятие работы, несколько иное. Мощность – это быстрота выполнения работы. Работа и мощность — определенные физические величины, а значит, их можно измерить.

Понятие о работе и мощности мы получаем в 7 классе. Тема очень важная и интересная, так как, покупая любые приборы, мы обязательно смотрим в паспорте какова его мощность. Ведь нам не безразлично, как быстро совершается та или иная работа в быту и технике, а для этого мы должны знать данные физические величины.

1. Механическая работа и мощность

Поезд движется под действием силы тяги электровоза, при этом совершается механическая работа. При выстреле из ружья сила давления пороховых газов совершает работу – перемещает пулю вдоль ствола, скорость пули при этом увеличивается. Значит, механическая работа совершается, когда тело движется под действием силы.

Механическая работа совершается и тогда, когда сила, действуя на тело (например, сила трения) уменьшает скорость его движения. Желая передвинуть шкаф, мы с силой на него надавливаем, но если он при этом в движение не приходит, то механической работы мы не совершаем.

Можно представить себе случай, когда тело движется без участия сил (по инерции), в этом случае механическая работа также не совершается.

На совершение одной и той же работы различным двигателям требуется разное время. Например, подъемный кран на стройке за несколько секунд поднимает на верхний этаж здания сотни кирпичей. Если бы эти кирпичи перетаскивал рабочий, то ему для этого потребовалось бы несколько часов.

Работой постоянной силы называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла между векторами силы и перемещения

А = F · S cos ά

Данное выражение показывает, что работа является скалярной величиной и может иметь положительное или отрицательное значение в зависимости от знака косинуса угла ά.

Работа, совершаемая силой F, положительна, если угол ά. Между векторами силы и перемещения меньше 900

При значениях угла 900 ‹ ά. ≤ 1800 работа силы отрицательна.

Если вектор силы перпендикулярен вектору перемещения, то косинус угла ά равен нулю и работа силы F равна нулю.

Если перемещение происходит в сторону, противоположную направлению силы, т. е. ά = 1800 , то cosά = -1, и тогда А = — F · S. Значит, работа силы отрицательна.

При совпадении направления перемещения с направлением силы работа численно равна площади, ограниченной кривой зависимости модуля силы от пройденного пути.

Если направление силы и перемещения противоположны, то работа равна этой же площади, но взятой со знаком «-»

Важной характеристикой работы машин и механизмов является мощность.

Мощность – физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, в течение которого она совершена:

N = Δ А / Δt

Здесь Δt – промежуток времени настолько малый, что модуль силы F и угол между силой и перемещением можно считать постоянными.

Заменив Δ А выражением F · ΔS cosά и учтя, что Δ S / Δt есть модуль скорости, получим выражение для мощности:

N = F ύ cos ά, где ά – угол между векторами F и ύ

Таким образом, для измерения мощности механизма необходимо знать величину силы, с которой его движущиеся части действуют друг на друга, и скорости их перемещения.

Если величина Δ А / Δt меняется со временем, то говорят о мгновенной мощности:

N = lim Δ→0 Δ А / Δt

Входящая в это выражение элементарная работа определяется скалярным произведением совершающей работу силы F на малое перемещение Δ S точки приложения этой силы за рассматриваемое время(4)

2. 2 Единицы измерения работы и мощности

Единица работы в СИ называется джоулем (Дж)

Джоуль равен работе, совершаемой силой 1 Н при перемещении точки ее приложения на 1м в направлении действия силы:

1 Дж = 1 Н · м

Единица мощности в Си называется ваттом (Вт)

Единицей мощности является такая мощность, при которой за одну секунду совершается работа, равная одному джоулю.

1 Вт = 1 Дж/с

В технике пользуются наиболее крупными единицами – киловаттом и мегаваттом:

1 кВт = 1000 Вт (103)

1 МВт = 1000000 Вт (106)

Работа, совершаемая за 1 час при мощности в 1 кВт, называется киловатт-часом:

1 кВт · ч = 103 Вт ·3600с = 3,6 ·106 Дж.

В технике иногда применяется единица мощности, именуемая, лошадиной силой (л. с. ) и равная, 736 Вт

Часто, не вникая в возможные изменения силы или скорости движения механизма в процессе совершения работы, его характеризуют средней мощностью – отношением работы к промежутку времени, за который эта работа была совершена. В отличие от мгновенной мощности промежуток времени в этом определении не обязательно должен быть малым.

3. Мощность человека

Важнейшей характеристикой упражнений, которые мы выполняем на уроках физкультуры или в спортивных секциях, является их мощность. Учитывая, что она относительно постоянна в циклических упражнениях, их можно классифицировать по средней мощности нагрузки на протяжении любого (достаточно длинного) отрезка времени выполнения упражнения. На протяжении выполнения ациклических упражнений выделяют периоды наибольшей активности (мощности) рабочие периоды, чередуемые с промежуточными периодами относительно невысокой активности (мощности), вплоть до полного отдыха (нулевой мощности).

Механическая, или физическая, мощность выполняемого упражнения измеряется физическими величинами в ваттах, ( иногда в кг м /мин). Она определяет физическую нагрузку. В подавляющем большинстве случаев очень трудно достаточно точно измерить физическую мощность спортивных упражнений. В циклических упражнениях мощность (физическая нагрузка) и скорость перемещения (при неизменной технике выполнения движений) связаны линейной зависимостью: чем больше скорость, тем выше физическая нагрузка. Совокупность физиологических (и психофизиологических) реакций организма на данную физическую нагрузку позволяет определить физиологическую мощность нагрузки или физиологическую нагрузку на организм работающего человека. «Физиологическая нагрузка» или «физиологическая мощность» понятия близкие к термину «тяжесть работы». У каждого человека при выполнении упражнения одного и того же характера в одинаковых условиях внешней среды физиологическая мощность нагрузки находится в прямой зависимости от физической нагрузки. Например, чем выше скорость бега, тем больше физиологическая нагрузка. Однако, одинаковая физическая нагрузка вызывает неодинаковые физиологические реакции у людей разного возраста и пола, у людей с неодинаковой степенью функциональной подготовленности (тренированности), а также у одного и того же человека в разных условиях (например, при повышенных или пониженных температуре или давлении воздуха). Кроме того, различные физиологические реакции наблюдаются у одного и того же человека при одинаковой по мощности физической нагрузке, выполняемой разными мышечными группами (руками или ногами) или при разных положениях тела (лежа или стоя).

Мощность нагрузки в аэробных упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О2. Если дистанционное потребление О2 соотнести сопредельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК, или «кислородным потолком»), то можно получить представление об относительной аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп:

1) упражнения максимальной аэробной мощности

2) упражнения околомаксимальной аэробной мощности

3) упражнения субмаксимальной аэробной мощности

4) упражнения средней аэробной мощности

5) упражнения малой аэробной мощности

С увеличением продолжительности аэробных упражнений повышается температура тела, что предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции.

Человек – часть природы, и его тело подчиняется тем же законам физики. Сократовское «Познай самого себя» мною понимается, в том числе, и как познай свое тело и те физические законы, которым оно подчиняется. В связи с этим, я провела ряд практических работ.

1. Определение работы и мощности рук

В роли исследуемой группы – учащиеся 11Б класса МОУ СОШ № 30

Выполнение работы:

1. Измеряем массу тела с помощью напольных весов

2. В спортивном зале школы, ученики (по-очереди) поднимаются по канату без помощи ног, я замеряю время подъема (t)

3. Измеряем высоту (h) на которую поднялся юноша

4. Рассчитываю работу рук при подъеме по формуле A = mgh

(g = 9,8 Н/кг)

5. Рассчитываю мощность их рук: N = A / t

6. Заполняю таблицу

Имя учащегося Масса m Высота подъема Время подъема Работа рук Мощность рук

(кг) Н, м t (с) A (Дж) N (Вт)

Павел — 1 73 6 4,95 4292,4 867,2

Павел — 2 61 6 6,93 3586,8 517,6

Филипп 70 5 11,47 3360 292,9

Арман 65 3 16,43 1911 116,3

Руслан 60 6 10,84 3528 325,5

Илья 57 5,7 7,83 3184,02 406,6

Механическая работа и мощность рук при подъеме по канату без помощи ног:

1. Не зависят от массы тела

1. Зависят от высоты, на которую поднимаются по канату, т. е. от расстояния, которое проходит тело

2. Зависят от времени подъема (скорости движения)

3. Чем больше время движения по канату, тем меньше мощность рук

4. Чем больше механическая работа, тем больше мощность

2. Определение механической работы при подъеме штанги

В роли исследуемой группы – учащиеся детской спортивной школы «Юность», секция – тяжелая атлетика

Поднятие штанги:

• Классический рывок – толчок штанги

• Жим штанги от груди стоя

• Подъем штанги на бицепс стоя

Выполнение работы:

1. Определяем массу штанги, которую будут поднимать

2. Засекаем время поднятия штанги часами с секундной стрелкой

3. Определяем высоту поднятия штанги

4. Вычисляем совершенную работу и мощность

5. Заполняем таблицу

Классический рывок – толчок штанги

Имя учащегося Масса штанги m Масса спортсмена Высота подъема Время подъема Работа Мощность

(кг) (кг) Н (м) t (с) A (Дж) N (Вт)

Андрей 70 75 2, 04 5 1399,4 279,9

Олег 65 65 1,94 5 1235,8 247,2

Василий 50 60 1,98 6 970,2 161,7

Жим штанги от груди стоя

Имя учащегося Масса штанги m Масса спортсмена Высота подъема Время подъема Работа Мощность

(кг) (кг) Н (м) t (с) A (Дж) N (Вт)

Андрей 50 75 0,66 1,5 323,4 215,6

Олег 55 65 0,55 1,5 296,5 197,6

Василий 30 60 0,71 1,5 208,74 139,2

Подъем штанги на бицепс, стоя

Имя учащегося Масса штанги m Масса спортсмена Высота подъема Время подъема Работа Мощность

(кг) (кг) Н (м) t (с) A (Дж) N (Вт)

Андрей 42 75 0,56 2 230,5 115,2

Олег 42 65 0,54 2 222,3 111,1

Василий 27 60 0,56 2 148,2 74,1

Вывод: Механическая работа и мощность при подъеме штанги зависят от массы штанги (прямо пропорционально), высоты подъема штанги (прямо пропорционально).

3. Определение средней мощности, развиваемой при беге на дистанцию 20 м

В роли исследуемой группы – учащиеся 8Б класса МОУ СОШ № 30

Выполнение работы:

1. Измеряем массу тела напольными весами

2. Пробежав дистанцию 20 м, засекаем время за которое преодолевается дистанция

3. Считая движение равноускоренным, вычисляем среднюю мощность, развиваемую при беге:

N cp = ∆ W /t = mv2 /2t = 2ms2 /t3 , при s = v cp t = vt/2

Данные заносим в таблицу:

Имя учащегося Масса m Расстояние, Время бега Средняя мощность, развиваемая при беге

(кг) которое пробегают t (с)

S, (м) N (Вт)

Катя 40 20 3,42 800

Рита 50 20 4,41 466

Даша 55 20 3,69 876,5

Аня 50 20 3,37 1044,5

Артем 50 20 3,55 894,9

Анжела 44 20 3,33 953,9

При одной и той же массе тела и длине дистанции, мощность зависит от времени. Чем больше время, затрачивается на преодоление дистанции, тем меньше мощность

3. 4 Измерение мощности, развиваемой при подъеме по лестнице

Описание работы

1. Опустив в лестничный пролет грузик на прочном шнуре, делаем на нем отметку, когда грузик достигнет пола первого этажа. Измеряем высоту лестницы (Н)

2. По секундомеру определяем время, затраченное нами на подъем по лестнице

3. Измеряем массу своего тела

4. Вычисляем мощность, развиваемую при подъеме:

N = mgh / t

5. Полученные результаты заносим в таблицу

Имя учащегося Масса Высота Время подъема Мощность тела лестницы t (с) N (Вт)

m (кг) Н (м)

Ира 65 6, 44 19 215,9

Даша 59 6,44 10 372,4

Антон 50 6,44 9 350,6

При одной и той же высоте лестницы, мощность зависит от времени, затраченном нами на подъем. Чем больше время, затрачивается на подъем по лестнице, тем меньше мощность.

4. Определение средней мощности, развиваемой при приседании

Описание работы

1. Измеряем высоту поясницы (Н)

2. Измеряем высоту своего тела h в положении «присев» (центр тяжести тела при этом находится примерно на высоте 0,5 h)

3. Измеряем массу своего тела с помощью весов

4. Делаем n приседаний за промежуток времени (t)

5. Вычисляем развиваемую мощность по формуле:

N = n mg (H – 0,5 h) / t

6. Полученные результаты заносим в таблицу

Имя учащегося Масса тела Высота поясницы Высота тела в Количество приседаний Время приседаний Мощность m (кг) Н (м) положении «присев» n t (с) N (Вт)

Ира 65 1 1,045 20 27 225,2

Даша 59 1,13 1,13 22 23,48 306,1

Антон 50 0,96 0,99 24 25,12 217,7

Мощность, развиваемая при приседании зависит от массы тела, количества приседаний, высоты тела в положении «присев», высоты поясницы и времени, затраченном нами на приседания. Чем больше время, затрачивается на приседание, тем меньше мощность. Чем больше масса человека и количество приседаний, тем больше его мощность

IV. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения подразделяются на прямые и косвенные. Прямыми называется измерение, в котором результат находится при считывании со шкалы прибора. Косвенным называется измерение, в котором результат находится на основе расчетов.

Истинное значение измеряемой величины определить невозможно по многим причинам и, прежде всего, потому, что ограничено воспроизведение эталона.

Величина A считается измеренной, если указана не только сама величина, но и граница ее абсолютной погрешности ∆ A:

A = A изм ± ∆ A

Качество измерений определяется относительной погрешностью ε:

Ε = (∆ A / A изм ) 100%

Погрешность прямого измерения складывается из погрешности средств измерения (определяется на заводе-изготовителе, каждый прибор имеет класс точности γ) и погрешности прибора. Погрешность прибора определяется так:

∆ A приб = γ A max / 100 A max — предел измерения данного прибора

Погрешность отсчета равна, а точнее не больше половины цены деления шкалы.

При нахождении мощности я использовала физические приборы: напольные весы, секундомер, измерительную ленту и измерительную линейку.

Абсолютные инструментальные погрешности средств измерений:

1. Весы

∆ приб = 0,01г

2. секундомер

∆ приб = 0,01с

3. Линейка ученическая чертежная инструментальная (стальная) демонстрационная

∆ приб = ±1 мм

4. Измерительная лента ∆ приб = ± 0,5 см

V. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных теоретических и натурно – экспериментальных исследований зависимости мощности человека от ряда физических величин сделаны следующие выводы:

1. Решена поставленная задача: выявлена взаимосвязь Человек и Природа

2. Я убедилась в том, что человек – часть Природы и подчиняется тем же законам физики.

3. С помощью натурных экспериментов, инструментальных исследований, математических расчетов и таблиц, удалось решить поставленную задачу: найти зависимость работы и мощности человека от массы тела, высоты подъема тела, времени, в течении которого совершается та или иная работа.

4. Мощность человека зависит прямо пропорционально от: массы тела, скорости его движения, расстояния, которое он преодолевает и высоты подъема тел

5. Мощность зависит обратно пропорционально от времени, в течении которого человек совершает ту или иную работу.

6. Истинное значение любой физической величины невозможно определить потому что ограничено воспроизведение эталона. Физическая величина считается измеренной, если указана не только сама величина, но и границы ее абсолютной погрешности.

Что такое сила в физике?

Что такое сила в физике?

Мощность — это мера работы, которую может совершить сила за заданный промежуток времени. Понятие власти впервые было введено Джеймсом Уаттом в конце 18 века. Он определил ее как «скорость выполнения работы».

Мощность имеет несколько различных типов, которые можно выделить: механическая мощность, тепловая мощность, электрическая мощность и оптическая мощность. Это средние мощности с течением времени; мгновенная мощность обычно намного выше.

Что такое единица мощности?

Единицей мощности в системе СИ является ватт (Вт), который равен одному джоулю в секунду. Другие единицы мощности включают лошадиные силы (л.с.) и киловатт (кВт).

Что такое формула мощности в физике?

Формула мощности:

Мощность = работа/время

Что такое средняя мощность в физике?

Средняя мощность — это просто среднее значение мощности за заданный период времени. Это может быть полезно в ситуациях, когда выходная мощность непостоянна, например, при запуске или остановке автомобиля. Чтобы вычислить среднюю мощность, просто разделите всю проделанную работу на общее время, затраченное на эту работу.

Как найти силу в физике?

Чтобы понять, как вычисляется мощность в физике, нужно знать работу и время. Работа определяется как произведение силы на расстояние. Следовательно, мощность равна силе, умноженной на расстояние, деленное на время. Вы можете использовать эту формулу для расчета мощности любой силы.

Пример 1

Предположим, вы хотите найти мощность автомобиля, движущегося со скоростью 10 м/с. Сила автомобиля равна 100 Н. Путь, пройденный автомобилем, равен 10 м. Время, затраченное на преодоление этого расстояния, равно 1 секунде. Следовательно, мощность автомобиля составляет 1000 ватт или 1 киловатт.

Формулу мощности можно записать так:

Мощность = (сила x расстояние)/время

Формулу мощности можно также записать так:

Мощность = работа/время

Эта формула более полезна при расчетах сила чего-то, что не движется по прямой линии. Например, если вы поднимаете объект вверх, расстоянием является не только высота, на которую вы его поднимаете, но и горизонтальное расстояние, на которое вы его перемещаете.

Пример 2

Например, если кто-то может поднять груз массой 200 Н на расстояние 2 м за 5 секунд, его выходная мощность будет:

Мощность = (200 Н x 2 м) / 5 с

= 80 Вт

Если бы они могли выполнить ту же работу всего за 1 секунду, их выходная мощность была бы:

Мощность = (200 Н x 2 м) / 1 с

= 400 Вт

Чем быстрее они выполнят работу, тем выше будет их выходная мощность.

Важно отметить, что мощность является скоростью, поэтому она измеряется в ваттах (Вт), что равно джоулям в секунду (Дж/с). Эту формулу можно переписать так:

Мощность (Вт) = работа/время

Или

Мощность (Вт) = сила (Н) x расстояние (м) / время (с)

Или

Мощность (Вт) = сила (Н) x скорость (м/с)

Где,

– Работа измеряется в джоулях (Дж),

– Сила измеряется в ньютонах (Н),

– Расстояние измеряется в метрах (м),

– Время измеряется в секундах (с) и

– Скорость измеряется в метрах в секунду (м/с)

Как понятие мощности помогает в физике?

Понятие мощности является фундаментальным в физике. Он используется для расчета количества работы, которую может совершить сила за заданный промежуток времени. Он также используется для определения того, насколько быстро может быть выполнен определенный объем работы. Кроме того, мощность используется для расчета эффективности машин и других устройств.

Итак, мощность — это мера работы, которую может совершить сила за заданный промежуток времени.

Изучайте физику с Noon Academy

С Noon Academy вы можете учиться в любое время и в любом месте. Мы облегчаем вам начало работы с нашей онлайн-платформой электронного обучения.

Так чего же ты ждешь? Загрузите наше приложение сейчас и зарегистрируйте учетную запись, чтобы начать обучение уже сегодня!

Мощность в физике и электричестве

Узнайте о мощности в физике и электричестве с определением, единицами измерения, формулой, расчетом и примерами.

Здесь мы узнаем о Мощность в физике и электричестве с определением, единицей измерения, формулой, расчетом и примерами.

Содержание

Определение мощности в физике

Некоторые определения мощности в терминах физики и электричества:

1. Электрическая мощность : Произведение напряжения и тока.
2. Электроэнергия определяется как скорость, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи. Единицей мощности в СИ является 9.0103 Вт .
3. Электроэнергия, произведенная в единицу времени.

Ток, протекающий по плохому проводнику, производит тепло за счет эффекта, аналогичного механическому трению. Это тепло представляет собой энергию, которая исходит от заряда, проходящего через разность потенциалов.

Помните, что отдельные заряды могут выполнять работу и обеспечивать энергию.

Работа, связанная с нагревом резистора, не очень полезна, если мы не делаем нагревательную пластину; скорее это побочный продукт ограничения текущего потока.

Мощность измеряется в единице ватт ( Вт ), названной в честь Джеймса Уатта, англичанина, который изобрел паровой двигатель, устройство для производства большого количества полезной энергии.

Формула для расчета мощности в электричестве

Мощность, которая выделяется в резисторе в виде тепла, может быть рассчитана как P=VI , где I — ток, протекающий через резистор, а В — напряжение на нем.