2 Esimerkkejä valtakysymyksistä
Teho on työn tekemisen nopeus usaha tai tietyn aikavälin aikana tehtyjä ponnisteluja.
Metametrisesti teho on vaivannäön suhde aikaan.
P = paino / t
Kuvaus: P = teho (yksikkö joule/sekunti), W = työ (joule) ja t = aikaväli (sekunti)
Tämän yhtälön perusteella voidaan päätellä, että mitä suurempi työntekonopeus on, sitä suurempi on teho, ja päinvastoin, mitä pienempi työntekonopeus on, sitä pienempi on teho.
Teho on skalaarisuure. Kansainvälinen tehon yksikköjärjestelmä on joule/sekunti. Joule/sekunti = watti (lyhennettynä W), nimetty James Wattin mukaan.
Brittiläinen tehon yksikköjärjestelmä on 1 pauna-jalka-voima sekunnissa. Tämä yksikkö on liian pieni käytännön tarkoituksiin, joten käytetään suurempaa yksikköä, hevosvoimaa (lyhennettynä hv). 1 hevosvoima = 550 pauna-jalka-voimaa sekunnissa = 764 wattia = ¾ kilowattia.
Työn määrä voidaan ilmaista myös teho x aika -yksiköissä, esimerkiksi kilowattitunteina tai KWH (kilovattitunti). Yksi kWh on työ, joka tehdään yhden kilowatin vakionopeudella yhden tunnin ajan.
1. 50 kg painava henkilö kiipeää 10 metriä korkeita tikkaita 2 minuutin ajan. Jos painovoimakiihtyvyys (g) on 10 m/s2 sitten tuotettu teho on...
Keskustelu
Se tiedetään :
Massa (m) = 50 kg
Korkeus (k) = 10 metriä
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Aikaväli (t) = 2 minuuttia = 2 (60) = 120 sekuntia
Kysytty teho (P)
Jawab :
Tehokaava :
P = paino / t
Kuvaus: P = teho, W = työ, t = aika
Liiketoimintakaava :
W = F s = wh = mgh
Kuvaus: W = työ, F = voima, w = painovoima, s = siirtymä, h = korkeus, m = massa, g = painovoiman aiheuttama kiihtyvyys.
Portaita kiivettäessä painovoima tekee henkilöön työtä. Konservatiivisen voiman, kuten painovoiman, tekemä työ riippuu vain korkeuden muutoksesta. Painovoiman tekemä työ lisää henkilön gravitaatiopotentiaalienergiaa. Painovoiman henkilöön tekemä työ on:
W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 joulea.
Joten portaiden kiipeämisen aikana syntyvä energia on:
P = W / t = 5000 / 120 = 41,7 joulea/sekunti.
2. 60 kg painava henkilö kiipeää kookospalmun 5 metrin korkeuteen 10 sekunnissa. Kookospalmun kiipeämiseen tarvittava voima on… g = 10 m/s2
Keskustelu
Se tiedetään :
Massa (m) = 60 kg
Korkeus (k) = 5 metriä
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Aikaväli (t) = 10 sekuntia
Kysytty Virta
Jawab :
Liiketoiminta:
W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 joulea
Teho:
P = W / t = 3000 / 10 = 300 joulea/sekunti.
