В чем измеряется мощность двигателя физика
Для формулы механической мощности применяется следующее выражение:
В числителе формулы затраченная работа, в знаменателе – временной промежуток ее совершения. Это отношение и называется мощностью.
Существует три величины, которыми можно выразить мощность: мгновенная, средняя и пиковая:
- Мгновенная мощность – мощностной показатель, измеренный в данный момент времени. Если рассмотреть уравнение для мощности N = ΔA/Δt , то мгновенная мощность представляет собой ту, которая берется в чрезвычайно малый промежуток времени Δt. Если имеется построенная графическая зависимость мощности от времени, то мгновенная мощность – это просто считываемое с графика значение в любой взятый момент времени. Другая запись выражения для мгновенной мощности:
- Средняя мощность – мощностная величина, измеренная за относительно большой временной отрезок Δt;
- Пиковая мощность – максимальное значение, которое мгновенная мощность может иметь в конкретной системе в течение определенного временного промежутка. Стереосистемы и двигатели автомобилей – примеры устройств, способных обеспечить максимальную мощность, намного выше их средней номинальной мощности. Однако поддерживать эту мощностную величину можно в течение короткого времени. Хотя для эксплуатационных характеристик устройств она может быть более важной, чем средняя мощность.
Важно! Дифференциальная форма уравнения N = dA/dt универсальна. Если механическая работа выполняется равномерно в течение времени t, то средняя мощность будет равна мгновенной.
Из общего уравнения получается запись:
где A будет общая работа за заданное время t. Тогда при равномерной работе вычисленный показатель равен мгновенной мощности, а при неравномерной –средней.
Формулы для механической мощности
Содержание
В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.
Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.
| Единицы | Вт | кВт | МВт | кгс·м/с | эрг/с | л. с. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 ватт | 1 | 10 -3 | 10 -6 | 0,102 | 10 7 | 1,36·10 -3 |
| 1 киловатт | 10 3 | 1 | 10 -3 | 102 | 10 10 | 1,36 |
| 1 мегаватт | 10 6 | 10 3 | 1 | 102·10 3 | 10 13 | 1,36·10 3 |
| 1 килограмм-сила-метр в секунду | 9,81 | 9,81·10 -3 | 9,81·10 -6 | 1 | 9,81·10 7 | 1,33·10 -2 |
| 1 эрг в секунду | 10 -7 | 10 -10 | 10 -13 | 1,02·10 -8 | 1 | 1,36·10 -10 |
| 1 лошадиная сила [2] | 735,5 | 735,5·10 -3 | 735,5·10 -6 | 75 | 7,355·10 9 | 1 |
Задание. Какова мощность (P(t)), развиваемая силой, если она действует на тело, которое имеет массу m и под воздействием приложенной силы движется поступательно. Сила описывается законом: $F(t)=2 t cdot bar+3 t^ <2>bar
Решение. В качестве основы для решения задачи используем формулу для мощности вида:
Из второго закона Ньютона мы имеем:
$F=m a rightarrow a=frac
В выражение (2.2) подставим уравнение, заданное в условии задачи для F(t), имеем:
$v=frac<1>
Подставим выражение для скорости из (1.3) в (1.1), получим:
$P=left(2 t cdot bar+3 t^ <2>bar
Ответ. $P=frac<1>
Формула мощности не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!
Задание. Какова мгновенная мощность силы тяжести на высоте h/2. если камень массы m падает с высоты h. Сопротивление воздуха не учитывать.
Решение. Сделаем рисунок.
В качестве основы для решения задачи используем формулу для мгновенной мощности вида:
Сила, действующая на тело – сила тяжести. Она направлена по оси Y, выражение для ее проекции на ось Y запишем как:
В начальный момент времени тело имело скорость равную нулю, тогда скорость тела в проекции на ось Y можно вычислить, используя выражение:
Найдем момент времени, в который тело окажется на половине высоты (y=h/2), применим уравнение, которое описывает равноускоренное движение (из начальных условий y0=0, v0=0):
Используем выражения (2.2), (2.3), (2.4) подставим в (2.1), получим искомую мгновенную мощность силы тяжести на половине пути свободно падающего тела:
Ответ. $P=m sqrt
Единицы измерения
Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила .
| Единицы | Вт | кВт | МВт | кгс·м/с | эрг/с | л. с. |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 ватт | 1 | 10 -3 | 10 -6 | 0,102 | 10 7 | 1,36·10 -3 |
| 1 киловатт | 10 3 | 1 | 10 -3 | 102 | 10 10 | 1,36 |
| 1 мегаватт | 10 6 | 10 3 | 1 | 102·10 3 | 10 13 | 1,36·10 3 |
| 1 килограмм-сила-метр в секунду | 9,81 | 9,81·10 -3 | 9,81·10 -6 | 1 | 9,81·10 7 | 1,33·10 -2 |
| 1 эрг в секунду | 10 -7 | 10 -10 | 10 -13 | 1,02·10 -8 | 1 | 1,36·10 -10 |
| 1 лошадиная сила | 735,5 | 735,5·10 -3 | 735,5·10 -6 | 75 | 7,355·10 9 | 1 |
Читайте также
Дипломная работа студента
Дипломная работа студента
Глава 14 РАБОТА И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ (II)
Глава 14 РАБОТА И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ (II) §1. Работа§2. Движение при наложенных связях§3. Консервативные силы§4. Неконсервативные силы§5. Потенциалы и поля§ 1. РаботаВ предыдущей главе мы ввели много новых понятий и идей, играющих важную роль в физике. Идеи эти столь важны,
2. Центробежная сила
2. Центробежная сила Раскройте зонтик, уприте его концом в пол, закружите и бросьте внутрь мячик, скомканную бумагу, носовой платок – вообще какой-нибудь легкий и неломкий предмет. Вы убедитесь, что зонтик словно не желает принять подарка: мяч или бумажный ком сами
Сила = геометрия
Сила = геометрия Несмотря на постоянные болезни, Риман в конечном счете изменил бытующие представления о значении силы. Еще со времен Ньютона ученые считали силу мгновенным взаимодействием удаленных друг от друга тел. Физики называли ее «дальнодействием», это означало,
РАБОТА С ТЯЖЕЛОЙ ВОДОЙ
РАБОТА С ТЯЖЕЛОЙ ВОДОЙ 8.55. В предыдущих главах уже упоминалось о преимуществах тяжелой воды в качестве замедлителя. Тяжелая вода лучше, чем графит, замедляет нейтроны и меньше, чем графит, их поглощает. Поэтому возможно построить аггрегат цепной реакции с тяжелой водой и
Глава XII. Работа над атомной бомбой
Глава XII. Работа над атомной бомбой ПЛАН ГЛАВЫ 12.1. Общая цель работы, описанной в предыдущих главах — исследовать возможность создания атомных бомб и производства концентрированных, способных испытывать деление материалов, требующихся для таких бомб. В настоящей главе
РАБОТА ЛАБОРАТОРИИ
РАБОТА ЛАБОРАТОРИИ ВВЕДЕНИЕ12.23. Весь научный персонал в Лос-Аламосе был разделен на 7 отделов, которые потом в разное время реорганизовывались. Весной 1945 года существовали следующие отделы:1. теоретической физики, под руководством Г. Бете;2. экспериментальной ядерной
РАБОТА КОТЛА
РАБОТА КОТЛА Для пуска котла все кадмиевые полосы, кроме одной, удалялись. Оставшаяся полоса медленно выдвигалась наружу. По мере приближения к критическим условиям, интенсивность нейтронов внутри котла быстро возрастала. Следует, однако, заметить, что когда последняя
Сила – вектор
Сила – вектор Сила, так же как и скорость, есть векторная величина. Ведь она всегда действует в определенном направлении. Значит, и силы должны складываться по тем правилам, которые мы только что обсуждали.Мы часто наблюдаем в жизни примеры, иллюстрирующие векторное
Ускорение и сила
Ускорение и сила Если на тело силы не действуют, то оно может двигаться только без ускорения. Напротив, действие на тело силы приводит к ускорению, и при этом ускорение тела будет тем большим, чем больше сила. Чем скорее мы хотим привести в движение тележку с грузом, тем
Сила Кориолиса
Сила Кориолиса Своеобразие мира вращающихся систем не исчерпывается существованием радиальных сил тяжести. Познакомимся с еще одним интересным эффектом, теория которого была дана в 1835 году французом Кориолисом.Поставим перед собой такой вопрос: как выглядит
Работа
Работа Если толкать или тянуть тело, не встречая при этом никакой помехи, то результатом будет ускорение тела. Происшедшее при этом приращение кинетической энергии называют работой силы A: По закону Ньютона ускорение тела, а следовательно, и прирост кинетической энергии
Великая сила «пустяков»
Великая сила «пустяков» У Леночки Казаковой может оторваться пуговица от платья, но она от этого не перестанет быть Леночкой Казаковой. Законы науки, особенно законы физики, не допускают ни малейшего неряшества. Воспользовавшись аналогией, можно сказать, что законы
Сила звука
Сила звука Как ослабевает звук с расстоянием? Физик ответит вам, что звук ослабевает «обратно пропорционально квадрату расстояния». Это означает следующее: чтобы звук колокольчика на тройном расстоянии был слышен так же громко, как на одинарном, нужно одновременно
ГРАНДИОЗНАЯ РАБОТА
ГРАНДИОЗНАЯ РАБОТА Хотя в их изначальные планы входило выделить оба элемента, после многих усилий им пришлось оставить полоний и заняться только радием. На основе предыдущих экспериментов супруги Кюри пришли к выводу о том, что его химические свойства проще, так что его
Формулы для определения силы тяги
Согласно второму закону Ньютона, сумма сил, воздействующих на движущееся тело, равна массе (m) , умноженной на ускорение (a) . Универсальной формулы, подходящей для любого сочетания сил, не существует. Чаще всего силу тяги находят с помощью общей формулы ( F_т-;F_<с>=m;times;a) , где (F_т) — сила тяги, (F_<с>) — силы сопротивления.
При решении конкретной задачи силы, воздействующие на тело, схематически изображают в виде векторов. На схеме:
- сила тяжести mg;
- сила реакции опоры (N) ;
- сила трения ( F_<тр>) ;
- сила тяги (F) .
При нахождении тела на горизонтальной поверхности сила тяжести и сила реакции опоры уравновесят друг друга. Но если транспортное средство движется в гору или под гору, придется учесть влияние уклона. Тогда формула может выглядеть так: (F_т-;F_с-;mg;times;sinalpha=m;times;a.)
Работа A, которую должна совершить сила тяги, сдвигая тело, связана с ней соотношением (A;=;F;times;s) . (s) здесь — расстояние, на которое тело переместилось.
Какое условие должно соблюдаться
Сила тяги всегда должна быть больше противодействующих ей сил.
Формула через мощность
Полезную механическую мощность (N) можно вычислить по формуле (N=F_т;times;v) , где (v) — скорость. Для определения силы тяги нужно разделить мощность на скорость: (F_т;=;frac N v.)
Ход урока
I. Организационный момент (2 минуты)
ІІ. Инструктаж по правилам техники безопасности (2 минуты)
Инструкция по технике безопасности при проведении лабораторной работы «Измерение мощности и работы тока в электрической лампе»
- Будьте внимательны и дисциплинированны, точно выполняйте указания учителя.
- Не приступайте к выполнению работы без разрешения учителя.
- Размещайте приборы, материалы, оборудование на своём рабочем месте таким образом, чтобы исключить их падение или опрокидывание.
- При проведении опытов не допускайте предельных нагрузок измерительных приборов.
- Следите за исправностью всех креплений в приборах и приспособлениях.
- При сборке экспериментальных установок используйте провода с наконечниками с прочной изоляцией без видимых повреждений.
- При сборке электрической цепи избегайте пересечения проводов.
- Источник тока к электрической цепи подключайте в последнюю очередь.
- Не прикасайтесь к находящимся под напряжением элементам цепей, лишённым изоляции.
- По окончании работы отключите источник электропитания, после чего разберите электрическую цепь.
ІІІ. Выполнение лабораторной работы (25 минут)
Учитель рассказывает (и демонстрирует) порядок выполнения лабораторной работы:
- собрать цепь из источника питания, лампы, амперметра и ключа, соединив всё последовательно;
- подключить вольтметр параллельно лампе, замкнуть ключ и измерить напряжение ( U ) на лампе;
- измерить амперметром силу тока ( І ) в цепи;
- начертить в тетради схему собранной цепи и записать показания приборов;
- вычислить мощность тока в лампе по формуле Р=UхI;
- рассчитать работу тока в лампе по формуле А=UxIxt, измерив время ( t ) горения лампы в цепи;
Проводник
Напряжение U, В
Сила тока I, А
Время t, сек
