FIZIKSEL GÜÇ: FORMÜLLER, GÜÇ TÜRLERI VE ÖRNEKLER - FIZIKSEL - 2024

Fiziksel güç , birim zaman başına (tüketilen ya da enerji) iş miktarına değinmektedir. Güç skaler bir büyüklüktür ve Uluslararası Birimler Sistemindeki ölçü birimi, James Watt'ın onuruna watt olarak bilinen, saniyede joule (J / s) 'dir.

Oldukça yaygın bir başka ölçü birimi de geleneksel beygir gücüdür. Fizikte farklı güç türleri incelenir: diğerleri arasında mekanik güç, ses gücü, kalorifik güç. Genel olarak iktidarın anlamı hakkında sezgisel bir fikir vardır. Genellikle daha fazla güç, daha fazla tüketim ile ilişkilendirilir.

Dolayısıyla, bir ampul gücü daha fazlaysa daha fazla elektrik enerjisi tüketir; Aynı şey saç kurutma makinesi, radyatör veya kişisel bilgisayar için de geçerlidir.

Bu nedenle, anlamını, var olan farklı güç türlerini tam olarak anlamak ve nasıl hesaplandığını ve en yaygın ölçü birimleri arasındaki ilişkilerin neler olduğunu anlamak gerekir.

Formüller

Tanım olarak, bir zaman aralığında tüketilen veya sağlanan gücü hesaplamak için aşağıdaki ifade kullanılır:

P = W / t

Bu ifadede P güçtür, W iştir ve t zamandır.

İstediğiniz anlık gücü hesaplamaksa, aşağıdaki formülü kullanmalısınız:

Bu formülde ∆t, zamanın artışı, F kuvvet ve v hızdır.

Birimler

Uluslararası Birimler Sistemindeki gücün benzersizliği, watt (W) olarak bilinen saniyede joule (J / s) 'dir. Bazı bağlamlarda kilovat (kW), beygir gücü (CV) gibi diğer birimlerin kullanılması da oldukça yaygındır.

Elbette kilovat 1000 watt'a eşittir. Beygir gücü ve watt arasındaki eşdeğerlik ise aşağıdaki gibidir:

1 CV = 745,35 W

Diğer bir güç birimi, kullanımı çok daha az yaygın olmasına rağmen, saniyede erg (erg / s) olup, 10 ^-7 W'a eşdeğerdir.

Kilowatt'ı kilovat saatten (kWh) ayırmak önemlidir, çünkü ikincisi güç değil enerji veya iş birimidir.

Güç türleri

Var olan farklı güç türleri arasında, en önemlilerinden bazıları aşağıda incelenecek olanlardır.

Mekanik Güç

Sert bir katıya uygulanan mekanik güç, ürünün uygulanan toplam kuvvet ile o gövdeye iletilen hız arasında yapılmasıyla elde edilir.

P = F ∙ v

Bu ifade şu ifadeye eşdeğerdir: P = W / t ve aslında ondan elde edilir.

Katı cismin dönme hareketinin de meydana gelmesi ve bu nedenle üzerine uygulanan kuvvetlerin açısal hızını değiştirerek açısal bir ivmeye yol açması durumunda, şunu takip eder:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Bu ifadede M, uygulanan kuvvetlerden kaynaklanan momenttir ve ω cismin açısal hızıdır.

Elektrik gücü

Bir elektrik bileşeni tarafından sağlanan veya tüketilen elektrik gücü, söz konusu bileşen tarafından iletilen veya emilen elektrik enerjisi miktarının ve bunun için harcanan zamanın bölünmesinin sonucudur. Aşağıdaki ifadeden hesaplanır:

P = V ∙ ben

Bu denklemde V, bileşen boyunca potansiyel farktır ve I, içinden geçen elektrik akımının yoğunluğudur.

Bileşenin bir elektrik direnci olduğu özel durumda, gücü hesaplamak için aşağıdaki ifadeler kullanılabilir: P = R ∙ I ² = V ² / R, burada R, söz konusu bileşenin elektrik direncinin değeridir.

Isıtma gücü

Bir bileşenin kalorifik gücü, bir birim zamanda söz konusu bileşen tarafından ısı olarak dağıtılan veya salınan enerji miktarı olarak tanımlanır. Aşağıdaki ifadeden hesaplanır:

P = E / t

Bu ifadede E, ısı şeklinde salınan enerjidir.

Ses gücü

Ses gücü, bir ses dalgasının belirli bir yüzeyden belirli bir zaman birimi içinde taşıdığı enerji olarak tanımlanır.

Bu şekilde ses gücü, hem ses dalgasının yoğunluğuna hem de söz konusu dalganın geçtiği yüzeye bağlıdır ve aşağıdaki integral vasıtasıyla hesaplanır:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

Bu integralde Ps dalganın ses gücüdür, Is dalganın ses yoğunluğudur ve dS dalganın geçtiği yüzey diferansiyelidir.

Anma gücü ve gerçek güç

Nominal güç, bir makine veya motorun ihtiyaç duyduğu veya normal kullanım koşulları altında sunabileceği maksimum güçtür; yani makinenin veya motorun destekleyebileceği veya sunabileceği maksimum güç.

Nominal terim kullanılır çünkü bu güç genel olarak makineyi karakterize etmek, adlandırmak için kullanılır.

Kendi payına, gerçek veya faydalı güç - yani makine ya da motor tarafından fiilen kullanılan, üretilen ya da kullanılan güç - genellikle nominalden farklıdır, genellikle daha azdır.

Örnekler

İlk örnek

100 kg'lık bir piyanoyu 20 metre yükseklikteki yedinci kata taşımak istiyorsunuz. Vinç piyanoyu kaldırmak 4 saniye sürer. Vincin gücünü hesaplayın.

Çözüm

Gücü hesaplamak için aşağıdaki ifade kullanılır:

P = W / t

Ancak öncelikle vincin yaptığı işin hesaplanması gerekmektedir.

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

Bu nedenle vincin gücü şöyle olacaktır:

P = 19.600 / 4 = 4900 W

İkinci örnek

10 A akım ise 10 Ω direnç tarafından harcanan gücü hesaplayın.

Çözüm

Bu durumda, aşağıdaki formülün kullanıldığı elektrik gücünü hesaplamak gerekir:

P = R ∙ ben ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W

Referanslar

1. Resnik, Halliday ve Krane (2002). Fizik Cilt 1. Cecsa.
2. Güç (fiziksel). (Nd). Wikipedia'da. 3 Mayıs 2018'de es.wikipedia.org adresinden alındı.
3. Güç (fizik). (Nd). Wikipedia'da. 3 Mayıs 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı.
4. Resnick, Robert ve Halliday, David (2004). Fizik 4. CECSA, Meksika.
5. Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Bilim Adamları ve Mühendisler için Fizik (6. baskı). Brooks / Cole.