Jauda fizikā tiek definēts kā pārveidotās vai pārnestās enerģijas daudzuma laika ātrums. SI sistēmā (vai starptautiskajā mērvienību sistēmā), Vats (W) ir Spēka vienība. Vats ir vienāds ar vienu džoulu sekundē. Agrākos pētījumos varu dažreiz sauc Aktivitāte . Jauda ir skalārs lielums. Jauda ir funkcija Darbs darīts , tādēļ, ja cilvēks strādā ar mainīgu ātrumu atkarībā no diennakts laika, arī viņa spēks mainīsies.

Šajā rakstā uzzināsim par jaudu, vidējo jaudu, jaudas vienībām un citiem.

Satura rādītājs

• Kas ir Spēks?
• Jaudas formulas
• Jaudas vienības
• Kā mēs izmērām jaudu?
• Kas ir zirgspēki?
• Vidējā jauda
• Mehāniskā jauda
• Elektriskā jauda
• Enerģijas un enerģijas patēriņa aprēķināšana
• Atrisināti piemēri par varu

Kas ir Spēks?

Jauda ir fizisks lielums, kas ir enerģijas pārneses ātruma mērs . Tāpēc to var definēt kā ātrumu, ar kādu darbs tiek veikts attiecībā pret laiku.

Tādējādi jauda ir sekundē patērētās enerģijas daudzums. Jaudu var definēt arī kā spēka daudzumu, kas nepieciešams, lai izraisītu vienības pārvietojumu. Jauda ir skalārs lielums, un to apzīmē ar P.

Piemēram, spuldze ar lielāku jaudu vai jaudu, piemēram, 100 W, apgaismo vairāk gaismas nekā 10 W spuldze. W. Tādējādi tas nozīmē, ka spuldzei, kas patērē vairāk enerģijas, tiek apgaismots vairāk enerģijas.

Tālāk sniegtajā attēlā ir attēlots vīrietis, kurš ceļ svaru un parāda savu spēku. Šeit spēks ir muskuļu spēks.

Spēka formulas

Jauda tiek definēta kā laika likme darbs darīts pēc objekta, tad matemātiski to var dot ar spēka formulu:

P = W ⁄ t

kur,
W ir paveiktais darbs,
t ir laiks, kurā tiek veikts darbs, un
P ir jaudas pieaugums vai zudums.

Tādējādi tiek saukta iepriekš minētā spēka attiecība darba laika vienādojums

Objekta paveikto darbu (W) var definēt kā spēka un objekta nobīdes reizinājumu, tad jaudas formula spēka izteiksmē tiek dota ar:

Tā kā W = F × s

Tāpēc

P = (F × s) ⁄ t

python sakārtots kortežs

kur,
F ir nepieciešamais spēks,
s ir objekta nobīde,
t ir patērētais laiks.

Citas spēka formulas

Citas jaudas aprēķināšanas formulas ir apskatītas tālāk,

Tā kā objekta ātrums v = s / t

Tad

P = F × v

kur,
F ir nepieciešamais spēks,
v ir objekta ātrums.

Tādējādi iepriekš minētā attiecība ir pazīstama kā Spēka-ātruma vienādojums

Jaudas vienības

• Jaudas SI mērvienība ir vats (W), kura daudzkārtņi ir KW, MW, GW un citi.

Vats tiek definēts kā, kad ķermenis veic viena džoula darbu vienā sekundē, to sauc Viena vata jauda .

1 vats (W) = 1 džouls (J) / 1 sekunde (s)

• Vēl viena spēka vienība ir Zirgspēki (zs), kur 1 ZS = 746 W
• Spēka dimensiju formula ir [ML ² T ^-3 ]

Pārbaudiet: Kāpēc zirgspēki tiek saukti tā

Kā mēs izmērām jaudu?

Jauda tiek mērīta dažādās vienībās, un SI jaudas mērvienība ir “vats”, kas apzīmēts ar simbolu (W). Tas tika nosaukts skotu zinātnieka vārdā Džeimss Vats kurš pirmais nāca klajā ar ideju par jaudas mērīšanu.

Jauda tiek aprēķināta, izmantojot formulu,

P = ΔE / Δt

kur,
ΔE ir enerģijas izmaiņas
Δt ir laiks sekundēs

Jaudu var arī izmērīt Džouls/sek.

Kas ir zirgspēki?

Interesanti, kā norāda nosaukums, zirgspēkiem nav nekāda sakara ar zirgiem, tā ir jebkuras mašīnas vai dzinēja jaudas mērvienība. To apzīmē ar “hp”. Tas ir matemātiski vienāds ar

1 ZS = 736 vati

Parasti, zirgspēki r vai hp izmanto, lai izmērītu automašīnu un velosipēdu dzinēju jaudu. Nākamajā attēlā parādīta jauda zirgspēkos.

Vidējā jauda

Vidējā jauda tiek definēts kā neto (Kopā) paveiktā darba attiecība kopējā laika apjomā. Tādējādi vidējā jauda tiek dota kā

Vidējā jauda = kopējais paveiktais darbs / kopējais patērētais laiks

vai

P _no = ΔW / ΔT

kur,
P _no ir vidējais spēks,
ΔW ir Kopējais paveiktais darbs, un
ΔT ir kopējais patērētais laiks.

Gadījumā, ja ķermeņa veiktā darba ātrums ir vienmērīgs vai nemainīgs, tad vidējā un momentānā jauda kļūst vienāda.

Mehāniskā jauda

In mehāniskās sistēmas , spēku un kustības summu sauc par jaudu. Jauda parasti ir spēks, kas iedarbojas uz objektu, reizināts ar tā ātrumu vai griezes momenta rezultāts, kas iedarbojas uz vārpstu, reizināts ar tā leņķisko ātrumu.

Darba laika atvasinājums ir vēl viens veids, kā definēt mehānisko jaudu. Tādējādi mehānisko jaudu piešķir.

Mehāniskā jauda = spēks × ātrums

vai

P _m = F × v

Pārbaudiet: Griezes momenta pielietojumi reālajā dzīvē

Elektroenerģija

Ātrums, ar kādu enerģija tiek mainīta no kustīgu lādiņu elektriskās enerģijas citā formā, kas izteikta kā ātrums, laika vienībā, ir pazīstams kā elektriskā jauda.

Matemātiski elektriskā jauda tiek definēta kā produkta spriegums un plūstošā strāva, kas norādīta kā:

P = V × I

Saskaņā ar Oma likums . V = I × R, tāpēc

P = I ² × R

vai

P = V ² / R

kur,
P ir elektriskā jauda,
es vai strāva plūst,
R ir pretestība un
IN ir spriegums.

Pārbaudiet: Elektroenerģija un jauda

Enerģijas un enerģijas patēriņa aprēķināšana

Jaudas un enerģijas patēriņu mēra pēc formulas. Saskaņā ar to, reizinot patērēto jaudas vienību skaitu periodā, kurā tas ir patērēts, tiek iegūts enerģijas patēriņš.

Lai iegūtu sīkāku informāciju , Elektroenerģijas tirdzniecības vienība

Tādējādi enerģijas patēriņa formulu vai enerģijas patēriņa formulu var norādīt šādi:

E = P × (t/1000)

kur,

• E ir patērētā enerģija vai patērētā jauda
• P ir jauda un
• t ir laiks, kurā tika patērēta jauda vai enerģija.

Patērēto enerģiju vai patērēto jaudu parasti mēra Džūli vai kilovatstundas (kWh).

Tāpat pārbaudiet

• Elektriskā ķēde
• Pretestība
• Sprieguma kritums

Atrisināti piemēri par varu

1. piemērs: zēns 10 sekundes stumj 20 kg smagu kasti līdz 5 m attālumam. Aprēķiniet kastē piegādāto jaudu.

Risinājums:

Ņemot vērā,

Kastes masa, m = 20 kg

Pārvietojums segts, d = 5 m

binārā koka pasta pasūtījumu šķērsošana

Nobīdes laiks, t = 10 s

Kastes svars, F = mg = 20 × 10 N = 200 N

Zēna paveiktais darbs, W = F d = 200 N × 5 J = 1000 J

Piegādātā jauda, ​​P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s

Tādējādi kastē piegādātā jauda ir 100 J/s .

2. piemērs: Sūknis ir nepieciešams, lai no 8 m dziļas akas izceltu 500 kg ūdens minūtē un izspiestu to ar ātrumu 25 m/s. Aprēķiniet sūkņa jaudu.

Risinājums:

Ņemot vērā,

Ūdens masa, m = 500 kg

Apsegtais augstums, h = 8 m

Ūdens izmešanas ātrums, v = 25 m/s

Piegādes laiks, t = 1 min = 60 s

Kopējā enerģija tiek pārvērsta darbā,

W = E = m g h+(1/2) m v²

= (500×10×8)+(500×25×25)/2

= (40000+156250) Dž

=196250 Dž

Piegādāta jauda,

P = W / t

= 196250/60

= 3271 W

Tādējādi sūkņa piegādātā jauda ir 3271 W .

3. piemērs. Lifts ir paredzēts 500 kg smagas kravas pacelšanai cauri 5 ēkas stāviem, vidēji 3 m uz stāvu 5 sekundēs. Aprēķiniet lifta jaudu.

Risinājums:

Ņemot vērā:

Kravas masa, m = 500 kg

Kopējais segtais augstums, h = 5 × 3 m =15 m

Patērētais laiks, t = 5 s

Jauda tiek piegādāta ar liftu,

P = W ⁄ t = mgh ⁄ t

= (500 × 10 × 15) / 5 W

= 15000W

= 1,5 × 10⁴IN

Tādējādi lifta jauda ir 1,5 × 10 ⁴ IN .

4. piemērs. Lai pārvietotu ķermeni pa berzes grīdu ar nemainīgu ātrumu 5 m/s, ir nepieciešams spēks 5 N. Atrodiet spēka radīto jaudu.

Risinājums:

Ņemot vērā:

Ķermeņa ātrums, v = 5 m/s

Spēks, kas nepieciešams, lai uzturētu ātrumu, F = 5 N

Radītā jauda,

P = 5 × 5 W

= 25 W

Tādējādi spēka radītā jauda ir 25 W

Jauda – FAQ

Kas ir spēks fizikā?

Jauda ir sekundē patērētās enerģijas daudzums. Jaudu var definēt arī kā spēka daudzumu, kas nepieciešams, lai izraisītu vienības pārvietojumu.

Kāda ir spēka dimensija fizikā?

Jauda tiek definēta kā padarītā darba ātrums. Spēka dimensijas formula ir [ML ² T ^-3 ].

Kā aprēķināt jaudu fizikā?

Jaudu var noteikt pēc formulas,

P = W ⁄ t

kur
IN vai darbs ir padarīts,
t ir laiks, kurā tiek veikts darbs, un
P ir jaudas pieaugums vai zudums.

Kāda ir atšķirība starp enerģiju un enerģiju?

Enerģija tiek definēta kā spēja veikt kādu fizisku darbu, piemēram, spēlēt, lēkt utt. Tomēr jauda tiek definēta kā ātrums, ar kādu enerģija tiek pārnesta vai darbs tiek pabeigts.

Kas notiek ar ķermeni, pie kura tiek veikts darbs?

Pūles uz ķermeni ir vienādas ar ķermeņa enerģijas pieaugumu, jo darbs piegādā ķermenim enerģiju. Savukārt, ja pielietotais spēks ir pretrunā objekta kustībai, darbs tiek uzskatīts par negatīvu, kas liek domāt, ka no priekšmeta tiek izņemta enerģija.

Vai spēka jēdziens var mums palīdzēt aprakstīt, kā objekti pārvietojas?

Paveiktais darbs un laiks ir savienoti jaudas vienādojumā. Tā kā spēki var kustināt objektus un mēs zinām, ka spēki veic darbu, mēs varētu pieņemt, ka, izprotot spēku, mēs varam gūt ieskatu par to, kā ķermenis pārvietojas laikā.