مثالان على أسئلة القوة
القدرة هي معدل إنجاز العمل أوساها أو الجهود المبذولة خلال فترة زمنية محددة.
من الناحية المجازية، القوة هي نسبة الجهد إلى الوقت.
ف = ث / ر
الوصف: P = القدرة (وحدة جول/ثانية)، W = الشغل (جول) و t = الفترة الزمنية (ثانية)
وبناءً على هذه المعادلة، يمكن استنتاج أنه كلما زاد معدل إنجاز العمل، زادت القدرة، وعلى العكس من ذلك، كلما قل معدل إنجاز العمل، قلت القدرة.
القدرة كمية قياسية. النظام الدولي لوحدات قياس القدرة هو الجول/ثانية. الجول/ثانية = واط (يُختصر إلى W)، سُميت تكريماً لجيمس واط.
يستخدم النظام البريطاني وحدات قياس القدرة بوحدة باوند-قدم-قوة في الثانية. هذه الوحدة صغيرة جدًا للاستخدامات العملية، لذا تُستخدم وحدة أكبر، وهي الحصان (يُختصر إلى حصان). 1 حصان = 550 باوند-قدم-قوة في الثانية = 764 واط = ¾ كيلوواط.
يمكن التعبير عن مقدار الشغل بوحدات القدرة مضروبة في الزمن، مثل كيلوواط ساعة أو كيلوواط ساعة (KWH). كيلوواط ساعة واحد هو الشغل المنجز بمعدل ثابت قدره كيلوواط واحد لمدة ساعة واحدة.
1. يصعد شخص يزن 50 كجم سلمًا ارتفاعه 10 أمتار لمدة دقيقتين. إذا كان تسارع الجاذبية الأرضية (g) يساوي 10 م/ث²، فإن القدرة المتولدة هي...
مناقشة
معروف :
الكتلة (م) = 50 كجم
الارتفاع (ح) = 10 مترًا
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²2
الفترة الزمنية (t) = دقيقتان = 2 × 60 = 120 ثانية
سأل : القدرة (P)
جواب :
تركيبة الطاقة :
ف = ث / ر
الوصف: P = القدرة، W = الشغل، t = الزمن
صيغة العمل :
W = F s = wh = mgh
الوصف: W = الشغل، F = القوة، w = الجاذبية، s = الإزاحة، h = الارتفاع، m = الكتلة، g = التسارع الناتج عن الجاذبية.
عند صعود الدرج، تبذل قوة الجاذبية شغلاً على الشخص. ويعتمد الشغل المبذول بواسطة قوة محافظة كالجاذبية فقط على التغير في الارتفاع. ويؤدي الشغل المبذول بواسطة قوة الجاذبية إلى زيادة طاقة الوضع التثاقلية للشخص. الشغل المبذول بواسطة قوة الجاذبية على الشخص هو:
W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 جول.
إذن، الطاقة المتولدة عندما يصعد الشخص الدرج هي:
P = W / t = 5000 / 120 = 41,7 جول/ثانية.
2. يتسلق شخص كتلته 60 كجم شجرة جوز هند إلى ارتفاع 5 أمتار في 10 ثوانٍ. القوة اللازمة لتسلق شجرة جوز الهند هي... g = 10 م/ث²2
مناقشة
معروف :
الكتلة (م) = 60 كجم
الارتفاع (ح) = 5 مترًا
التسارع الناتج عن الجاذبية (g) = 10 م/ث²2
الفاصل الزمني (t) = 10 ثوانٍ
سأل : قوة
جواب :
عمل :
W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 جول
قوة :
P = W / t = 3000 / 10 = 300 جول/ثانية.
