נוסחאות כוח פיזי ויחידות, סוגי כוח (עם דוגמאות)

ה כוח פיזי זה מתייחס לכמות העבודה שבוצעה (או אנרגיה הנצרכת) על ידי יחידת זמן. הכוח הוא כמות סקלרית, היותו יחידת המידה שלו במערכת הבינלאומית של יחידות יולי לשנייה (J / s), המכונה וואט לכבוד ג 'יימס וואט.

יחידה נוספת למדידה למדידה היא סוס הקיטור המסורתי. בפיסיקה נבדקים סוגים שונים של כוח: כוח מכני, כוח קול, כוח קלורי, בין היתר. באופן כללי, יש רעיון אינטואיטיבי של משמעות הכוח. זה קשור בדרך כלל עם יותר כוח, צריכה גדולה יותר. 

לכן, נורה צורכת יותר אנרגיה חשמלית אם כוחה גדול יותר; אותו הדבר קורה עם מייבש שיער, רדיאטור או מחשב אישי.

לכן יש להבין את משמעותה, את סוגי הכוחות השונים הקיימים ולהבין כיצד היא מחושבת ומהם היחסים בין יחידות המדידה הנפוצות ביותר שלה.

אינדקס

• 1 נוסחאות
• 2 יחידות
• 3 סוגי כוח
  • 3.1 הספק מכני
  • 3.2 הספק חשמלי
  • 3.3 כוח חום
  • 3.4 עוצמת קול
  • 3.5 כוח נומינלי וכוח אמיתי
• 4 דוגמאות
  • 4.1 דוגמה ראשונה
  • 4.2 דוגמה שנייה
• 5 הפניות

נוסחאות

על פי ההגדרה, כדי לחשב את הכוח הנצרך או שסופק בפרק זמן, נעשה שימוש בביטוי הבא:

P = W / t

בביטוי זה P הוא הכוח, W היא העבודה ולא הזמן.

אם אתה רוצה לחשב את כוח מיידי, אתה צריך להשתמש בנוסחה הבאה:

בנוסחה זו Δt הוא תוספת הזמן, F הוא הכוח ו- v הוא המהירות.

יחידות

ייחודו של הכוח במערכת היחידות הבין-לאומית הוא יולי לשנייה (J / s), המכונה watt (W). זה גם די נפוץ בהקשרים מסוימים להשתמש יחידות אחרות כגון קילוואט (קילוואט), כוח סוס (CV), בין היתר.

כמובן, קילוואט שווה ל 1000 וואט. לעומת זאת, השווה בין הסוס של קיטור וואט הוא כדלקמן:

1 קורות חיים = 745.35 W

יחידת כוח נוספת, אם כי השימוש שלה הוא הרבה פחות נפוץ, הוא ergium לשנייה (erg / s), אשר שווה 10^-7 W.

חשוב להבדיל את קילוואט משעה קילוואט (קילוואט), כיוון שהאחרון הוא יחידת אנרגיה או עבודה ולא כוח.

סוגי כוח

בין סוגי הכוח השונים הקיימים, חלק מהחשובים ביותר הם אלה שיילמדו בהמשך.

כוח מכני

כוח מכני מופעל על מוצק מוצק מתקבל על ידי השפעה על המוצר בין הכוח הכולל שנוצר להחיל את המהירות המועברת לאותו גוף..

P = F ∙ v

ביטוי זה מקביל לביטוי: P = W / t, ולמעשה הוא מתקבל ממנו.

במקרה שיש גם תנועת סיבוב של מוצק קשיח, ולכן, הכוחות מופעלים על זה לשנות את מהירות זוויתית המוליכה האצה זוויתי, הוא חייב:

P = F ∙ v + M ∙ ω

בביטוי זה M הוא הרגע שנוצר של הכוחות המיושמים ו- ω הוא מהירות הזווית של הגוף.

חשמל

הכוח החשמלי שסופק או נצרך על ידי רכיב חשמלי הוא תוצאה של חלוקת כמות החשמל החשמלי הנספג או נספג על ידי רכיב זה לבין הזמן המושקע בו. זה מחושב מן הביטוי הבא:

P = V ∙ אני

במשוואה זו V הוא ההבדל הפוטנציאלי דרך הרכיב ואני הנוכחי של זרם חשמלי שחוצה אותו.

במקרה הספציפי שהרכיב הוא התנגדות חשמלית, ניתן להשתמש בביטויים הבאים לחישוב הספק: P = R ∙ I² 49 אשר² / R, כאשר R הוא הערך של ההתנגדות החשמלית של הרכיב המדובר.

כוח חום

הכוח הקלורי של רכיב מוגדר ככמות האנרגיה המפוזרת או המשתחררת בצורת חום על ידי הרכיב האמור ביחידת זמן. זה מחושב מן הביטוי הבא: 

P = E / t

הביטוי אמר E הוא האנרגיה המשתחררת בצורה של חום.

כוח סאונד

עוצמת הקול מוגדרת כאנרגיה המועברת על ידי גל קול ביחידת זמן דרך משטח מסוים.

לפיכך, עוצמת הקול תלויה הן בעוצמת גל הקול והן על פני השטח שחולפים על ידי אותו גל, ומחושבת באמצעות האינטגרל הבא:

עמ '_S = ⌠_S  אני_S ∙ ד

ב Ps זה אינטגרלי הוא כוח הקול של הגל, האם עוצמת הקול של הגל, ו dS הוא ההפרש של פני השטח חצה את הגל.

כוח נומינלי וכוח אמיתי

כוח נומינלי הוא הכוח המרבי שמכונה או מנוע דורשים או יכולים להציע בתנאים רגילים של שימוש; כלומר, את הכוח המרבי כי המכונה או המנוע יכול לתמוך או להציע.

המונח הנומינלי משמש כי כוח בכלל משמש לאפיין את המכונה, כדי שם את זה.

מצד שני, הכוח האמיתי או שימושי - כלומר, הכוח המשמש בפועל, מייצר או משתמש במכונה או במנוע - שונה בדרך כלל מהכוח הנומינלי, בדרך כלל פחות.

דוגמאות

דוגמה ראשונה

אתה רוצה להעלות פסנתר 100 ק"ג עם מנוף לקומה השביעית כי הוא בגובה של 20 מטרים. העגורן לוקח 4 שניות לטפס על הפסנתר. לחשב את העוצמה של העגורן.

פתרון

כדי לחשב את הכוח, הביטוי הבא משמש:

P = W / t

עם זאת, מלכתחילה הוא נדרש לחשב את העבודה נעשה על ידי העגורן.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9.8 ∙ 20 ∙ 1 = 19,600 N

לכן, העוצמה של העגורן יהיה:

P = 19,600 / 4 = 4900 W

דוגמה שנייה

לחשב את הכוח מתפוגג על ידי הנגד 10 Ω הוא חצה על ידי זרם של 10 A.

פתרון

במקרה זה יש צורך לחשב את החשמל, אשר הנוסחה הבאה משמשת:

P = R ∙ אני² 10 10 ∙ 10² 1000 W 

הפניות

1. רזניק, האלידיי וקריין (2002). פיזיקה כרך 1. Cecsa.
2. כוח (פיזי). (n.d). בוויקיפדיה. ב -3 במאי 2018, מתוך es.wikipedia.org.
3. כוח (פיזיקה). (n.d). בוויקיפדיה. ב -3 במאי 2018, מתוך en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). פיזיקה 4. CECSA, מקסיקו.
5. סרוואי, ריימונד א. ג'ווט, ג'ון ו. (2004). פיזיקה למדענים ומהנדסים (מהדורה 6). ברוקס / קול.