Δύναμη – προβλήματα και λύσεις

Η ισχύς είναι ο ρυθμός με τον οποίο παράγεται έργο σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Μαθηματικά, η ισχύς είναι ο λόγος έργου/χρόνου.

P = W/t

Περιγραφή: P = ισχύς (Joule/δευτερόλεπτο = Watt), W = έργο (Joule), t = χρονικό διάστημα (δευτερόλεπτο)

Με βάση αυτήν την εξίσωση, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός έργου, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς. Από την άλλη πλευρά, όσο μικρότερος είναι ο ρυθμός έργου, τόσο μικρότερη είναι η ισχύς. Ο ρυθμός έργου αναφέρεται στον ρυθμό με τον οποίο παράγεται έργο.

Η ισχύς είναι μια βαθμωτή μονάδα. Η μονάδα ισχύος στο Διεθνές Σύστημα (SI) είναι το Joule/δευτερόλεπτο. Το Joule/δευτερόλεπτο = Watt (συντομογραφία W), και ονομάστηκε έτσι προς τιμήν του James Watt. Η βρετανική αυτοκρατορική μονάδα για την ισχύ είναι foot-pounds ανά δευτερόλεπτο.

Αυτή η μονάδα είναι πολύ μικρή για πρακτικούς σκοπούς, επομένως χρησιμοποιείται η μεγαλύτερη μονάδα ιπποδύναμης (συντομογραφία hp). Μία ιπποδύναμη = 550 πόδια-λίβρες ανά δευτερόλεπτο = 764 Watt = ¾ κιλοβάτ.

Η ποσότητα έργου μπορεί επίσης να εκφραστεί σε μονάδες ισχύος x χρόνου, για παράδειγμα, κιλοβατώρες ή kWh. Μία kWh αναφέρεται στο έργο που παράγεται με σταθερό ρυθμό 1 κιλοβάτ για μία ώρα.

1. Ένα 50 κιλών άτομο τρέχει πάνω από τις σκάλες ύψους 10 μέτρων in 2 λεπτά. Aεπιτάχυνση εξαιτίας η βαρύτητα (g) είναι 10 m/s². Προσδιορίστε το δύναμη.

Γνωστό:

Μάζα (m) = 50 kg

Ύψος (h) = 10 mαιθέρες

Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²

Χρονικό διάστημα (τ) = 2 λεπτό = 2 (60) = 120 δεύτεροςs

Ζήτηση : Power (Ρ)

Λύση:

Φόρμουλα ισχύος:

P = Π / Τ

P = δύναμη, W = δουλειά, t = ώρα

Φόρμουλα Εργασίας:

W = F s = wh = mgh

W= δουλειά, F = δύναμης, w = βάρος, d = εκτόπισμα, h = ύψος, m = μάζα, g = επιτάχυνση λόγω βαρύτητας

W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 Τζάουλ.

P = W / t = 5000 / 120 = 41.7 Joules/second.

2. Υπολογίστε την ισχύ που απαιτείται για ένα άτομο 60 κιλών που σκαρφαλώνει σε ένα δέντρο ύψους 5 μέτρων σε 10 δευτερόλεπτα. Η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι 10 m/s.².

Γνωστό:

Μάζα (m) = 60 kg

Ύψος (h) = 5 μέτραs

Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²

Χρονικό διάστημα (τ) = 10 δευτερόλεπτα

Ζήτηση : Power

Λύση:

Εργασία:

W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 Joules

Ισχύς:

P = W / t = 3000 / 10 = 300 Joules/seσυνθήκη

3. Μια περιστροφική κωμωδία με ισχύ 300 watt και χρόνο 5 λεπτών περιστρέφοντας 5 γύρους. Η ενέργεια που χρησιμοποιεί είναι….

Α. 15 kJ

Β. 75 kJ

Γ. 90 kJ

Δ. 450 kJ

Γνωστό:

Ισχύς (P) = 300 Watt = 300 Joules/δευτερόλεπτο

Περίοδος (T) = 5 λεπτά = 5 (60 δευτερόλεπτα) = 300 δευτερόλεπτα

Αριθμός περιστροφών = 5

Καταζητούμενος: Ενέργεια που χρησιμοποιείται από την περιστροφική κωμωδία

Λύση:

Η σωστή απάντηση είναι η Δ.

[wpdm_package id = '1190 ′]

1. Έγινε δουλειά με προβλήματα δύναμης και λύσεις
2. Προβλήματα έργου-κινητικής ενέργειας και λύσεις
3. Προβλήματα και λύσεις της αρχής έργου-μηχανικής ενέργειας
4. Προβλήματα βαρυτικής δυναμικής ενέργειας και λύσεις
5. Η πιθανή ενέργεια των ελαστικών ελατηρίων σε προβλήματα και λύσεις
6. Προβλήματα ρεύματος και λύσεις
7. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της μηχανικής ενέργειας για κίνηση ελεύθερης πτώσης
8. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της μηχανικής ενέργειας για κίνηση προς τα πάνω και προς τα κάτω σε κίνηση ελεύθερης πτώσης
9. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της μηχανικής ενέργειας για κίνηση σε καμπύλη επιφάνεια
10. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της μηχανικής ενέργειας για κίνηση σε κεκλιμένο επίπεδο
11. Εφαρμογή της αρχής διατήρησης της μηχανικής ενέργειας για την κίνηση του βλήματος