2 Näited võimuküsimustest
Võimsus on töö tegemise kiirus pingutus või teatud ajavahemiku jooksul tehtud pingutused.
Metameetriliselt on jõud pingutuse ja aja suhe.
P = W/t
Kirjeldus: P = võimsus (ühik džaul/sekund), W = töö (džaul) ja t = ajavahemik (sekund)
Selle võrrandi põhjal võib järeldada, et mida suurem on töö tegemise kiirus, seda suurem on võimsus, vastupidi, mida väiksem on töö tegemise kiirus, seda väiksem on võimsus.
Võimsus on skalaarne suurus. Võimsuse rahvusvaheline mõõtühikute süsteem on džaul/sekund. Džaul/sekund = vatt (lühendatult W), mis on nimetatud James Watti auks.
Briti võimsusmõõtühikute süsteem on 1 nael-jalg-jõud sekundis. See ühik on praktiliseks otstarbeks liiga väike, seega kasutatakse suuremat ühikut, hobujõudu (lühendatult hp). 1 hobujõud = 550 nael-jalg-jõudu sekundis = 764 vatti = ¾ kilovatti.
Töö hulka saab väljendada ka võimsuse x aja ühikutes, näiteks kilovatt-tundides ehk KWH (kilovatt-tund). Üks KWH on töö, mis tehakse konstantse 1 kilovati võimsusega 1 tunni jooksul.
1. 50 kg kaaluv inimene ronib 2 minutit mööda 10 meetri kõrgust redelit. Kui raskuskiirendus (g) on 10 m/s2, siis tekkiv energia on….
Arutelu
On teada :
Mass (m) = 50 kg
Kõrgus (h) = 10 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m/s2
Ajavahemik (t) = 2 minutit = 2 (60) = 120 sekundit
Küsis võimsus (P)
Jawab :
Võimsusvalem :
P = W/t
Kirjeldus: P = võimsus, W = töö, t = aeg
Ärivalem :
W = F s = wh = mgh
Kirjeldus: W = töö, F = jõud, w = gravitatsioon, s = nihe, h = kõrgus, m = mass, g = gravitatsioonikiirendus.
Trepist ronides teeb raskusjõud inimesele tööd. Konservatiivse jõu, näiteks raskusjõu, tehtud töö sõltub ainult kõrguse muutusest. Raskusjõu tehtud töö põhjustab inimese gravitatsioonilise potentsiaalse energia suurenemist. Raskusjõu tehtud töö inimesele on:
W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 džauli.
Seega on trepist ronimisel tekkiv energia:
P = W / t = 5000 / 120 = 41,7 džauli sekundis.
2. 60 kg kaaluv inimene ronib kookospalmi otsa 5 meetri kõrgusele 10 sekundiga. Kookospalmi otsa ronimiseks vajalik jõud on… g = 10 m/s2
Arutelu
On teada :
Mass (m) = 60 kg
Kõrgus (h) = 5 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m/s2
Ajavahemik (t) = 10 sekundit
Küsis Võimsus
Jawab :
Äri:
W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 džauli
Võimsus:
P = W / t = 3000 / 10 = 300 džauli sekundis.
