Công thức và đơn vị công suất vật lý, loại sức mạnh (có ví dụ)

các sức mạnh thể chất nó đề cập đến lượng công việc được thực hiện (hoặc năng lượng tiêu thụ) theo một đơn vị thời gian. Sức mạnh là một đại lượng vô hướng, là đơn vị đo lường của nó trong Hệ thống đơn vị quốc tế vào tháng 7 mỗi giây (J / s), được gọi là Watt để vinh danh James Watt.

Một đơn vị đo lường khá phổ biến khác là ngựa hơi truyền thống. Trong vật lý, các loại năng lượng khác nhau được nghiên cứu: công suất cơ học, công suất âm thanh, công suất nhiệt lượng, trong số các loại khác. Nói chung, có một ý tưởng trực quan về ý nghĩa của sức mạnh. Nó thường được liên kết với sức mạnh lớn hơn, tiêu thụ lớn hơn. 

Do đó, một bóng đèn tiêu thụ nhiều năng lượng điện hơn nếu công suất của nó lớn hơn; điều tương tự cũng xảy ra với máy sấy tóc, bộ tản nhiệt hoặc máy tính cá nhân.

Do đó, cần phải hiểu ý nghĩa của nó, các loại quyền hạn khác nhau tồn tại và hiểu cách tính toán và mối quan hệ giữa các đơn vị đo lường phổ biến nhất của nó.

Chỉ số

• 1 công thức
• 2 đơn vị
• 3 loại công suất
  • 3.1 Cơ điện
  • 3.2 Năng lượng điện
  • 3.3 Nhiệt năng
  • 3,4 Công suất âm thanh
  • 3.5 Sức mạnh danh nghĩa và sức mạnh thực sự
• 4 ví dụ
  • 4.1 Ví dụ đầu tiên
  • 4.2 Ví dụ thứ hai
• 5 tài liệu tham khảo

Công thức

Theo định nghĩa, để tính công suất tiêu thụ hoặc cung cấp trong một khoảng thời gian, biểu thức sau được sử dụng:

P = W / t

Trong biểu thức này P là sức mạnh, W là công việc và t là thời gian.

Nếu bạn muốn tính công suất tức thời, bạn nên sử dụng công thức sau:

Trong công thức này t là gia số của thời gian, F là lực và v là vận tốc.

Đơn vị

Tính duy nhất của quyền lực trong Hệ thống đơn vị quốc tế là tháng 7 mỗi giây (J / s), được gọi là watt (W). Nó cũng khá phổ biến trong các bối cảnh nhất định để sử dụng các đơn vị khác như kilowatt (kW), mã lực (CV), trong số các bối cảnh khác.

Rõ ràng, kilowatt tương đương với 1000 watt. Mặt khác, sự tương đương giữa con ngựa hơi và watt là như sau:

1 CV = 745,35 W

Một đơn vị năng lượng khác, mặc dù việc sử dụng nó ít phổ biến hơn, đó là ergium mỗi giây (erg / s), bằng 10^-7 W.

Điều quan trọng là phải phân biệt kilowatt với kilowatt giờ (kWh), vì cái sau là đơn vị năng lượng hoặc công việc chứ không phải năng lượng.

Các loại năng lượng

Trong số các loại sức mạnh khác nhau tồn tại, một số quan trọng nhất là những loại sẽ được nghiên cứu tiếp theo.

Cơ điện

Sức mạnh cơ học tác dụng lên một vật rắn cứng có được bằng cách tác động sản phẩm giữa tổng lực kết quả được áp dụng và tốc độ truyền đến cơ thể đó..

P = F ∙ v

Biểu thức này tương đương với biểu thức: P = W / t và trên thực tế, nó được lấy từ nó.

Trong trường hợp cũng có chuyển động quay của vật rắn cứng và do đó, các lực tác dụng lên nó sẽ điều chỉnh vận tốc góc của nó làm tăng gia tốc góc, nó phải:

P = F ∙ v + M ∙

Trong biểu thức này M là mô men kết quả của các lực tác dụng và là vận tốc góc của cơ thể.

Năng lượng điện

Năng lượng điện được cung cấp hoặc tiêu thụ bởi một thành phần điện là kết quả của việc chia lượng năng lượng điện được cung cấp hoặc hấp thụ bởi thành phần đó và thời gian dành cho nó. Nó được tính từ biểu thức sau:

P = V ∙ tôi

Trong phương trình này V là sự khác biệt tiềm năng thông qua thành phần và I là dòng điện chạy qua nó.

Trong trường hợp cụ thể thành phần là điện trở, các biểu thức sau có thể được sử dụng để tính công suất: P = R I² = V² / R, trong đó R là giá trị điện trở của thành phần được đề cập.

Nhiệt năng

Năng lượng nhiệt của một thành phần được định nghĩa là lượng năng lượng tiêu tán hoặc giải phóng dưới dạng nhiệt bởi thành phần nói trên trong một đơn vị thời gian. Nó được tính từ biểu thức sau: 

P = E / t

Trong biểu thức nói E là năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt.

Công suất âm thanh

Công suất âm thanh được định nghĩa là năng lượng được truyền bởi một sóng âm thanh trong một đơn vị thời gian qua một bề mặt nhất định.

Do đó, công suất âm thanh phụ thuộc cả vào cường độ của sóng âm và trên bề mặt đi qua sóng đã nói và được tính bằng phương pháp tích phân sau:

P_S = ⌠_S  Tôi_S S d S

Trong tích phân này, Ps là công suất âm thanh của sóng, Is là cường độ âm thanh của sóng và dS là chênh lệch bề mặt được sóng vượt qua.

Sức mạnh danh nghĩa và sức mạnh thực sự

Công suất danh nghĩa là công suất tối đa mà máy hoặc động cơ cần hoặc có thể cung cấp trong điều kiện sử dụng bình thường; nghĩa là, công suất tối đa mà máy hoặc động cơ có thể hỗ trợ hoặc cung cấp.

Thuật ngữ danh nghĩa được sử dụng vì sức mạnh nói chung được sử dụng để mô tả máy móc, để đặt tên cho nó.

Mặt khác, công suất thực hay hữu ích - đó là, công suất thực sự được sử dụng, tạo ra hoặc sử dụng máy hoặc động cơ - thường khác với công suất danh định, thường là ít hơn.

Ví dụ

Ví dụ đầu tiên

Bạn muốn nâng một cây đàn piano nặng 100 kg với cần cẩu lên tầng thứ bảy ở độ cao 20 mét. Cần cẩu mất 4 giây để leo lên đàn piano. Tính công suất của cần trục.

Giải pháp

Để tính công suất, biểu thức sau được sử dụng:

P = W / t

Tuy nhiên, ở nơi đầu tiên, cần phải tính toán công việc được thực hiện bởi cần cẩu.

W = F d ∙ cos α = 100 9,8 20 ∙ 1 = 19,600 N

Do đó, sức mạnh của cần cẩu sẽ là:

P = 19.600 / 4 = 4900 W

Ví dụ thứ hai

Tính công suất tiêu tán bởi điện trở 10 is được cắt bởi dòng điện 10 A.

Giải pháp

Trong trường hợp này, cần phải tính toán công suất điện, theo đó công thức sau được sử dụng:

P = R ∙ tôi² = 10 10² = 1000 W 

Tài liệu tham khảo

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Vật lý tập 1. Cúc.
2. Sức mạnh (vật lý). (ví dụ). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 3 tháng 5 năm 2018, từ es.wikipedia.org.
3. Sức mạnh (vật lý). (ví dụ). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 3 tháng 5 năm 2018, từ en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Vật lý thứ 4. CECSA, Mexico.
5. Serway, Raymond A .; Người Do Thái, John W. (2004). Vật lý cho các nhà khoa học và kỹ sư (Tái bản lần thứ 6). Brooks / Cole.