Mifano 2 ya maswali ya nguvu
Nguvu ni kiwango ambacho kazi hufanywa biashara au juhudi zinazofanywa wakati fulani wa muda.
Kimetametri, nguvu ni uwiano wa juhudi na wakati.
P = W / t
Maelezo: P = nguvu (kitengo Joule/sekunde), W = kazi (Joule) na t = muda wa muda (sekunde)
Kulingana na mlinganyo huu, inaweza kuhitimishwa kwamba kadiri kiwango cha kazi kinavyofanyika kinavyoongezeka, ndivyo nguvu inavyoongezeka, kinyume chake, kadiri kiwango cha kazi kinavyofanyika kinavyopungua, ndivyo nguvu inavyopungua.
Nguvu ni kiasi cha scalar. Mfumo wa kimataifa wa vitengo vya nguvu ni joule/pili. Joule/pili = wati (kifupi W), kilichopewa jina kwa heshima ya James Watt.
Mfumo wa Uingereza wa vitengo vya nguvu ni nguvu ya pauni 1-futi kwa sekunde. Kitengo hiki ni kidogo sana kwa madhumuni ya vitendo, kwa hivyo kitengo kikubwa zaidi, nguvu ya farasi (kifupi cha hp), hutumika. Nguvu ya farasi 1 = nguvu ya pauni 550-futi kwa sekunde = wati 764 = ¾ kilowati.
Kiasi cha kazi kinaweza pia kuonyeshwa katika vitengo vya nguvu x wakati, kwa mfano kilowati-saa au KWH (Kilo Watt Saa). KWH moja ni kazi inayofanywa kwa kiwango kisichobadilika cha kilo 1 Watt kwa saa 1.
1. Mtu mwenye uzito wa kilo 50 hupanda ngazi ya urefu wa mita 10 kwa dakika 2. Ikiwa kasi inayotokana na uvutano (g) ni 10 m/s2 basi nguvu inayozalishwa ni….
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito (m) = kilo 50
Urefu (h) = mita 10
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s2
Muda wa muda (t) = dakika 2 = 2 (60) = sekunde 120
Aliuliza : nguvu (P)
Jawab :
Fomula ya nguvu :
P = W / t
Maelezo: P = nguvu, W = kazi, t = wakati
Fomula ya biashara :
W = F s = wh = mgh
Maelezo: W = kazi, F = nguvu, w = mvuto, s = uhamisho, h = urefu, m = uzito, g = kasi kutokana na mvuto.
Wakati wa kupanda ngazi, nguvu ya uvutano hufanya kazi kwa mtu. Kazi inayofanywa na nguvu ya kihafidhina kama vile uvutano inategemea tu mabadiliko ya urefu. Kazi inayofanywa na nguvu ya uvutano husababisha nguvu ya uvutano ya mtu kuongezeka. Kazi inayofanywa na nguvu ya uvutano kwa mtu ni:
W = mgh = (50)(10)(10) = Jouli 5000.
Kwa hivyo nguvu inayozalishwa wakati mtu anapanda ngazi ni:
P = W / t = 5000 / 120 = Jouli 41,7/sekunde.
2. Mtu mwenye uzito wa kilo 60 hupanda mti wa nazi hadi urefu wa mita 5 kwa sekunde 10. Nguvu inayohitajika kupanda mti wa nazi ni… g = 10 m/s2
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito (m) = kilo 60
Urefu (h) = mita 5
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s2
Muda wa muda (t) = sekunde 10
Aliuliza Nguvu
Jawab :
Biashara:
W = mgh = (60)(10)(5) = Jouli 3000
Nguvu:
P = W / t = 3000 / 10 = Jouli 300/sekunde.
