Fizinės galios formulės ir vienetai, maitinimo tipai (su pavyzdžiais)

The fizinė galia jame nurodomas darbo laiko (arba suvartojamos energijos) kiekis laiko vienetais. Jėga yra skaliarinis kiekis, kuris yra jo matavimo vienetas Tarptautinėje vienetų sistemoje liepos mėn. Per sekundę (J / s), žinomas kaip Watt James Watt garbei.

Kitas gana dažnas matavimo vienetas yra tradicinis garo arklys. Fizikoje nagrinėjamos įvairios galios rūšys: mechaninė galia, garso galia, šiluminė galia, be kita ko. Apskritai, yra intuityvi idėja apie valdžios prasmę. Paprastai tai siejama su didesne galia, didesniu vartojimu. 

Taigi lemputė sunaudoja daugiau elektros energijos, jei jos galia yra didesnė; tas pats atsitinka su plaukų džiovintuvu, radiatoriu arba asmeniniu kompiuteriu.

Todėl būtina suprasti jo reikšmę, įvairias galias, kurios egzistuoja, ir suprasti, kaip jis apskaičiuojamas, ir kokie yra jos dažniausių matavimo vienetų santykiai.

Indeksas

• 1 Formulės
• 2 vienetai
• 3 Maitinimo tipai
  • 3.1 Mechaninė galia
  • 3.2 Elektros energija
  • 3.3 Šilumos galia
  • 3.4 Garso galia
  • 3.5 Nominalioji galia ir tikroji galia
• 4 Pavyzdžiai
  • 4.1 Pirmasis pavyzdys
  • 4.2 Antrasis pavyzdys
• 5 Nuorodos

Formulės

Pagal apibrėžimą, apskaičiuojant suvartojamą ar pateiktą energijos kiekį per intervalą, naudojama ši išraiška:

P = W / t

Šioje išraiška P yra galia, W yra darbas ir t yra laikas.

Jei norite apskaičiuoti momentinę galią, turėtumėte naudoti šią formulę:

Šioje formulėje Δt yra laiko prieaugis, F yra jėga, o v - greitis.

Vienetai

Tarptautinės vienetų sistemos galios unikalumas yra liepos mėn. Per sekundę (J / s), žinomas kaip vatas (W). Tam tikruose kontekstuose taip pat yra gana paplitęs, pavyzdžiui, naudoti kitus vienetus, pvz., Kilovatus (kW), arklio galias (CV),.

Akivaizdu, kad kilovatas yra lygus 1000 vatų. Kita vertus, garo arklio ir vato ekvivalentiškumas yra toks:

1 CV = 745,35 W

Kitas galios blokas, nors jo naudojimas yra daug rečiau, yra ergiumas per sekundę (erg / s), kuris yra lygus 10^-7 W.

Svarbu atskirti kilovatą nuo kilovatvalandės (kWh), nes pastaroji yra energijos ar darbo vienetas, o ne galia.

Maitinimo tipai

Tarp įvairių galių, kurios egzistuoja, kai kurie iš svarbiausių yra tie, kurie bus tiriami toliau.

Mechaninė galia

Kieta kieta medžiaga veikianti mechaninė galia gaunama, kai produktas susidaro tarp visos susidariusios jėgos ir į tą kūną perduoto greičio..

P = F ∙ v

Ši išraiška yra lygiavertė reiškiniui: P = W / t, ir iš tikrųjų ji gaunama iš jo.

Tuo atveju, jei yra ir standžios kietosios medžiagos sukimosi judesys ir todėl joms taikomos jėgos keičia jo kampinį greitį, dėl kurio kyla kampinis pagreitis, jis turi:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Šioje išraiška M yra panaudotų jėgų momentas, o ω yra kūno kampinis greitis.

Elektros energija

Elektros energija, kurią tiekia ar suvartoja elektrinis komponentas, yra dalijimasis į tą komponentą tiekiamo ar sugerto elektros energijos kiekiu ir tuo metu praleistu laiku. Jis apskaičiuojamas pagal šią išraišką:

P = V ∙ I

Šioje lygtyje V yra potencialus skirtumas per komponentą, o I - tai elektros srovė, kertanti ją.

Konkrečiu atveju, kai komponentas yra elektrinė varža, gali būti naudojamos šios išraiškos: P = R ∙ I² = V² / R, kur R yra atitinkamo komponento elektrinės varžos vertė.

Šilumos galia

Komponento šiluminė galia yra apibrėžiama kaip energijos kiekis, išsklaidytas arba išleistas šilumos pavidalu minėto komponento laiko vienetais. Jis apskaičiuojamas pagal šią išraišką: 

P = E / t

Minėtoje išraiškoje E yra šilumos pavidalo energija.

Garso galia

Garso galia apibrėžiama kaip energija, kurią per tam tikrą paviršių pernešama garso banga laiko vienetais.

Taigi, garso galia priklauso ir nuo garso bangos intensyvumo, ir nuo paviršiaus, kurį kerta minėta banga, ir apskaičiuojamas pagal tokį integralą:

P_S = ⌠_S  I_S ∙ d S

Šiame integriniame Ps yra bangos garso galia, Is yra bangos garsinis intensyvumas, o dS - bangos, kertamos bangos, skirtumas..

Nominali galia ir tikra galia

Nominali galia yra didžiausia galia, kurią mašina arba variklis turi arba gali pasiūlyti įprastomis naudojimo sąlygomis; tai yra didžiausia galia, kurią mašina ar variklis gali palaikyti arba pasiūlyti.

Nominalus terminas vartojamas, nes ši mašina paprastai apibūdinama, kad ją būtų galima apibūdinti.

Kita vertus, tikroji ar naudinga galia, ty faktiškai naudojama, generuojama ar naudojama mašina ar variklis, paprastai skiriasi nuo vardinės galios, paprastai mažesnė.

Pavyzdžiai

Pirmasis pavyzdys

Norite pakelti 100 kg pianiną su kranu iki septintojo aukšto, kuris yra 20 metrų aukštyje. Kranas trunka 4 sekundes. Apskaičiuokite krano galingumą.

Sprendimas

Norint apskaičiuoti galią, naudojama ši išraiška:

P = W / t

Tačiau pirmiausia reikia apskaičiuoti krano atliktą darbą.

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

Todėl krano galia bus:

P = 19 600/4 = 4900 W

Antrasis pavyzdys

Apskaičiuokite 10 Ω rezistoriaus išsklaidytą galią per 10 A srovę.

Sprendimas

Šiuo atveju būtina apskaičiuoti elektros energiją, kuriai naudojama ši formulė:

P = R ∙ I² = 10 ∙ 10² = 1000 W 

Nuorodos

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fizikos tomas 1. Cecsa.
2. Galia (fizinė). (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 3 d. Iš es.wikipedia.org.
3. Galia (fizika). (n.d.). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 3 d., Iš en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). 4. Fizika. CECSA, Meksika.
5. Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Fizika mokslininkams ir inžinieriams (6-asis leidimas). Brooks / Cole.