Výkon je rychlost, s jakou je práce vykonána za daný čas. Matematicky je výkon poměr práce a času.
P = W/t
Popis: P = výkon (Joule/sekunda = Watt), W = práce (Joule), t = časový interval (sekunda)
Na základě této rovnice lze usoudit, že čím větší je pracovní rychlost, tím větší je výkon. Na druhou stranu, čím menší je pracovní rychlost, tím menší je výkon. Pracovní rychlost se vztahuje k rychlosti, s jakou je práce vykonávána.
[irp]
Výkon je skalár. Jednotkou výkonu v soustavě SI je Joule/sekunda. Joule/sekunda = Watt (zkráceně W), pojmenovaný tak na počest Jamese Watta. Britská imperiální jednotka výkonu je libra stop za sekundu.
Tato jednotka je pro praktické účely příliš malá, proto se používá větší jednotka, koňská síla (zkráceně hp). Jedna koňská síla = 550 liber-stopa za sekundu = 764 wattů = ¾ kilowattu.
Množství práce lze také vyjádřit v jednotkách výkon x čas, například kilowatthodiny nebo kWh. Jedna kWh se vztahuje k práci vykonané konstantní rychlostí 1 kilowatt po dobu jedné hodiny.
1. Osoba o hmotnosti 50 kg vyběhne schody vysoké 10 metrů za 2 minuty. Gravitační zrychlení (g) je 10 m/ s² . Určete výkon.
Známý:
Hmotnost (m) = 50 kg
Výška (v) = 10 metrů
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Časový interval (t) = 2 minuty = 2 (60) = 120 sekund s
Hledá se : Síla (P)
Řešení:
Vzorec síly:
P = W/t
P = výkon , W = práce , t = čas
Vzorec práce:
W = F s = wh = mgh
W = práce , F = síla , w = hmotnost , d = posunutí , h = výška , m = hmotnost, g = gravitační zrychlení
W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 Joulů.
P = W / t = 5000 / 120 = 41.7 Joulů/s c na d.
[irp]
2. Vypočítejte výkon potřebný k vyšplhání osoby o hmotnosti 60 kg na strom vysoký 5 metrů za 10 sekund. Gravitační zrychlení je 10 m/ s².
Známý:
Hmotnost (m) = 60 kg
Výška (v) = 5 metry s
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Časový interval (t) = 10 sekund
Hledá se : Moc
Řešení:
Práce:
W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 Joulů
Napájení :
P = W / t = 3000 / 10 = 300 Joulů/s kond.
3. Rotační komedie s výkonem 300 wattů a dobou 5 minut otáčení 5 kol. Spotřeba energie je….
A. 15 kJ
B. 75 kJ
cca 90 kJ
D. 450 kJ
Známý:
Výkon (P) = 300 wattů = 300 joulů/sekundu
Perioda (T) = 5 minut = 5 (60 sekund) = 300 sekund
Počet otáček = 5
Hledá se: Energie spotřebovaná rotační komedií
Řešení:
Správná odpověď je D.
[wpdm_package id='1190']
- Práce byla provedena pomocí silových problémů a jejich řešení
- Problémy s kinetickou energií a jejich řešení
- Problémy a řešení principu práce-mechanické energie
- Problémy s gravitační potenciální energií a jejich řešení
- Potenciální energie problémů s pružnou pružinou a jejich řešení
- Problémy s napájením a jejich řešení
- Aplikace zákona zachování mechanické energie pro volný pád
- Aplikace zachování mechanické energie pro pohyb nahoru a dolů při volném pádu
- Aplikace zákona zachování mechanické energie pro pohyb po zakřivené ploše
- Aplikace zákona zachování mechanické energie pro pohyb po nakloněné rovině
- Aplikace zákona zachování mechanické energie pro pohyb projektilu
