Kraft (fysik): Definition, formel, enheder, hvordan man finder (med eksempler)
En bodybuilder og en femteklassing kunne begge bære alle bøger fra en hylde op ad en trappe, men de er sandsynligvis ikke for at afslutte opgaven i samme tid. Bodybuilder vil sandsynligvis være hurtigere, fordi hun har en højere effektvurdering Tilsvarende vil en racerbil med en høj hestekræft kunne rejse længere langt hurtigere end vel en hest. TL; DR (for lang; læste ikke) Strøm er et mål for, hvor meget arbejde der udføres i et tidsinterval. En hurtig bemærkning om hestekræfter: Udtrykket er beregnet til at sammenligne output fra en dampmotor med en hest, som i en 700 hestekræfter motor kunne udføre cirka 700 gange arbejdet med en enkelt hest. Dette kan dateres tilbage til, da dampmotorer var nye, og en af de mest fremtrædende opfindere, der arbejdede for at forbedre deres effektivitet, James Watt, myntede udtrykket som en måde at overbevise den gennemsnitlige person om deres værdi. Der er to måder at beregne effekt på, afhængigt af hvilke oplysninger der er tilgængelige. Derudover er der to strømmenheder, der er lige gyldige. 1. Kraft med hensyn til arbejde og tid: P \u003d W /t Hvor arbejde W 2. Kraft med hensyn til kraft og hastighed: P \u003d F × v Hvor kraft F Disse ligninger er ikke tilfældigt ækvivalente. Den anden ligning kan udledes af den første sådan: Begyndende med: P \u003d W /t Bemærk, at arbejde Erstat dette i: P \u003d F × d /t Derefter fordi forskydning i en hvilken som helst tidsenhed er hastighed P \u003d F × v SI unit of Power p At se på den anden formel for strøm fører imidlertid til en anden enhed. Kraft gange hastighed giver en måling i enhederne på Newton-meter per sekund (Nm /s). Derefter, fordi energienheden Joule også defineres som en Newton-meter (Nm), kan den første del af denne omskrives som en Joule i stedet, hvilket resulterer i den anden SI-magtenhed: Joules per sekund (J /s ). Tips Effekt kan måles i watt (W) eller Joules per sekund (J /s). I betragtning af definitionen på magt og de to måder at finde det giver flere måder at øge noget magt Tips Sådan øges effekten: Få mere gjort i en kortere periode. Dette indebærer også, at en meget stærk maskine, siger en meget muskuløs bodybuilder, stadig kunne mangle magt Tilsvarende en meget hurtig maskine eller en person, der ikke får meget gjort, nogen hurtigt flailing på plads, men ikke kommer nogen steder, er faktisk ikke kraftfuld. 1. Usain Bolt genererede cirka 25 W kraft i sin 100 m sprint, der tog 9,58 sekunder. Hvor meget arbejde gjorde han? Fordi P P \u003d W /t 25 W \u003d W Løsning for W 2. Med hvilken gennemsnitskraft skubbede han mod jorden, da han løb? Da arbejde 239,5 Nm /100 m \u003d 2,395 N 3. Hvor meget kraft genererer en person på 48 kg, der tager 6 sekunder at løbe op i et tremeters sæt af trapper? I dette problem gives forskydningen og tiden, som hurtigt tillader en hastighedsberegning: v \u003d d /t \u003d 3 m /6 s \u003d 0,5 m /s Den anden effekt ligning har hastighed, men den inkluderer også kraft. En person, der løber op ad trappen, arbejder på at modvirke tyngdekraften. Så kan kraften i dette tilfælde findes ved hjælp af deres masse og acceleration på grund af tyngdekraften, som på Jorden altid er lig med 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 Nu kraft og kraft hastighed passer ind i den anden formel for effekt: P \u003d F × v P \u003d 470,4 N × 0,5 m /s P \u003d 235,2 J /s Bemærk, at beslutningen om at forlade enhederne her som J /s i stedet for Watts er vilkårlig. Et lige så acceptabelt svar er 235.2 W. 4. Én hestekræft i SI-enheder er ca. 746 watt, som er baseret på den belastning, en fit hest kunne have båret i et minut. Hvor meget arbejde gjorde eksemplet hest på denne tid? Det eneste trin, før du sætter værdierne for kraft og tid i den første ligning, er at sikre, at tiden er i de rigtige SI-enheder på sekunder ved at omskrive et minut som 60 sekunder. Derefter: P \u003d W /t 746 W \u003d W W Mange elektriske forsyningsvirksomheder opkræver et gebyr for kunderne på grundlag af deres kilowatt-timers brugstid. For at forstå betydningen af denne fælles elektriske enhed skal du starte med at nedbryde enhederne. Præfikset kilo For at tælle kilowatt-timer skal du multiplicere antallet af kilowatt gange de brugte timer. Så hvis nogen bruger en 100 Watt pære i 10 timer, vil de have brugt i alt 1.000 Watt-timer eller 1 kWh elektricitet. 3.000 W \u003d 3 kW og 30 minutter \u003d 0.5 timer 3 kW × 0.5 h \u003d 1.5 kWh 1,5 kWh × $ 0,12 /kWh \u003d $ 0,18 2. Det samme værktøj krediterer en husstand med $ 10 for hver 4 kWh elektricitet, den returnerer til nettet. Solen leverer omkring 1.000 W strøm pr. Kvadratmeter. Hvis en to kvadratmeter stor solcelle på et hus opsamler energi i 8 timer, hvor mange penge genererer den da? I betragtning af oplysningerne i problemet, skal solcellen kunne samle 2.000 W fra Sol, eller 2 kW. Om 8 timer er det 16 kWh. ($ 10/4 kWh) × 16 kWh \u003d $ 40
end femteklassing.
Formulas for Power -
måles i Newton-meter (Nm) og tid t
måles i sekunder (er).
er i Newton (N), og hastighed v
er i meter /sekund (m /s).
er det samme som krafttider forskydning: W \u003d F × d
(v \u003d d /t), overskriv vilkårene i slutningen som v
:
Power Units of
præsenteres normalt som Watts (W), opkaldt efter den samme James Watt, der designede motorer og sammenlignede dem med heste . Pærer og andre husholdningsapparater inkluderer normalt denne enhed på deres tags.
Sådan bliver du kraftfuld -
: øg dens styrke (brug mere kraft
) eller få det samme arbejde hurtigere (mindsk t
eller forøg v
). En magtfuld bil er stærk og hurtigt, og en svag er heller ingen. lettere og hurtigere arbejde kan udføres
, mere magtfulde
enheden, der udfører arbejdet.
. En person, der kan løfte en meget tung belastning, men kun meget langsomt, er mindre magtfuld end nogen, der kan løfte den hurtigt.
Eksempel på strømberegninger
og t
gives, og W
er ukendt, skal du bruge den første ligning:
/9,58 s
: 239,5 Nm
i Nm allerede er kendt, ligesom forskydningen i meter, divideret med løbets længde giver kraften
(sagt en anden måde, arbejde
er det samme som krafttider forskydning:
W \u003d F × d):
/60 s
\u003d 44.670 Nm - Kilowatt og elektricitet -
betyder 1.000, så en kilowatt (kW)
er svarende til 1.000 watt. Således er en kilowatt-time (kWh)
mængden af kilowatt, der er brugt på en times tid.
Kilowatt-timers eksempel Eksempler på problemer <<> 1. Et elektrisk værktøj opkræver $ 0,12 per kilowatt-time. Et meget kraftfuldt vakuum på 3.000 W bruges i 30 minutter. Hvor meget koster denne mængde energi boligejerne?
Varme artikler
-
Hvad er rækkevidden af barometrisk tryk?Luft har vægt. Vægten af luft presser ned på atmosfæren og Jordens overflade er lufttryk. Lufttryk er også kendt som barometrisk tryk, som måles ved barometre. Lufttrykket er lavere ved høje højder, -
Liste over fordelene ved friktionDen første kendte fordel ved friktion går helt tilbage til 500.000 til 1.000.000 år siden, giver eller tager et par årtusinder, da mennesker opdagede, at gnide to stokke sammen gør dem varme og ska -
Værktøjer, der blev brugt i stenalderenFremkomsten af enkle redskaber gav menneskelige forfædre en konkurrencefordel mod tidens større, stærkere og mere ildfulde dyr. Selv de mest basale stenværktøjer blev udviklet med tiden og voksede s -
Hvad er forskellen mellem reverse engineering og re-engineering?Re-engineering bruges ofte, men forkert, som reference til reverse engineering. Selvom begge henviser til den videre undersøgelse eller konstruktion af færdige produkter, er metoderne til at gøre d