2 Dæmi um valdaspurningar
Afl er hraðinn sem vinna er unnin á átak eða viðleitni sem gerð er á ákveðnu tímabili.
Metrískt séð er afl hlutfallið milli fyrirhafnar og tíma.
P = W / t
Lýsing: P = afl (eining Joule/sekúndu), W = vinna (Joule) og t = tímabil (sekúnda)
Út frá þessari jöfnu má álykta að því meiri sem hraði vinnunnar er, því meiri er aflið, og öfugt, því minni sem hraði vinnunnar er, því minni er aflið.
Afl er skalarstærð. Alþjóðlega einingakerfið fyrir afl er joule/sekúnda. Joule/sekúnda = watt (stytt W), nefnt til heiðurs James Watt.
Breska mælieiningakerfið fyrir afl er 1 pund-fót-afl á sekúndu. Þessi eining er of lítil til hagnýtrar notkunar, þannig að stærri eining, hestöfl (stytt hp), er notuð. 1 hestöfl = 550 pund-fót-afl á sekúndu = 764 vött = ¾ kílóvött.
Magn vinnu er einnig hægt að gefa upp í einingum afls x tíma, til dæmis kílóvattstundir eða kWh (kílóvattstund). Ein kílóvattstund er vinnan sem unnin er með föstum hraða 1 kílóvatts í 1 klukkustund.
1. Maður sem vegur 50 kg klifrar upp 10 metra háan stiga í 2 mínútur. Ef þyngdarhröðunin (g) er 10 m/s² þá er aflið sem myndast….
Umræða
Það er vitað :
Massi (m) = 50 kg
Hæð (h) = 10 metrar
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s2
Tímabil (t) = 2 mínútur = 2 (60) = 120 sekúndur
Spurði : afl (P)
Jawab :
Formúla fyrir kraft :
P = W / t
Lýsing: P = afl, W = vinna, t = tími
Viðskiptaformúla :
W = F s = wh = mgh
Lýsing: W = vinna, F = kraftur, w = þyngdarafl, s = tilfærsla, h = hæð, m = massi, g = þyngdarhröðun.
Þegar gengið er upp stiga vinnur þyngdarkrafturinn á einstaklinginn. Vinna sem varðveittur kraftur eins og þyngdarkrafturinn vinnur er aðeins háð hæðarbreytingum. Vinna sem þyngdarkrafturinn vinnur veldur því að stöðuorka þyngdaraflsins eykst. Vinna sem þyngdarkrafturinn vinnur á einstaklinginn er:
W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 joular.
Þannig að orkuframleiðslan þegar viðkomandi gengur upp stigann er:
P = W / t = 5000 / 120 = 41,7 Júl/sekúndu.
2. Maður sem vegur 60 kg klifrar upp kókos tré í 5 metra hæð á 10 sekúndum. Krafturinn sem þarf til að klífa upp kókos tréð er… g = 10 m/s2
Umræða
Það er vitað :
Massi (m) = 60 kg
Hæð (h) = 5 metrar
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s2
Tímabil (t) = 10 sekúndur
Spurði : Kraftur
Jawab :
Viðskipti:
W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 joular
Kraftur:
P = W / t = 3000 / 10 = 300 Júl/sekúndu.
