Stroom in de natuurkunde wordt gedefinieerd als de tijdsnelheid van de hoeveelheid energie die wordt omgezet of overgedragen. In het SI-systeem (of het internationale systeem van eenheden), Watt (W) is de eenheid van macht. Watt is gelijk aan één joule per seconde. In eerdere onderzoeken wordt macht ook wel eens genoemd Activiteit . Macht is een scalaire grootheid. Macht is een functie van Werk gedaan Als iemand dus met een variabel tarief werkt, afhankelijk van het tijdstip van de dag, zal zijn macht eveneens variëren.

Laten we in dit artikel meer leren over macht, gemiddeld vermogen, machtseenheden en andere.

Inhoudsopgave

• Wat is macht?
• Krachtformules
• Eenheden van macht
• Hoe meten we macht?
• Wat is paardenkracht?
• Gemiddeld vermogen
• Mechanische kracht
• Elektrische kracht
• Stroom- en energieverbruik berekenen
• Opgeloste voorbeelden over macht

Wat is macht?

Vermogen is een fysieke grootheid die een maatstaf is voor de energieoverdrachtssnelheid . Daarom kan het worden gedefinieerd als de snelheid waarmee werk wordt gedaan met betrekking tot tijd.

Vermogen is dus de hoeveelheid energie die per seconde wordt verbruikt. Vermogen kan ook worden gedefinieerd als de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​verplaatsing van een eenheid te veroorzaken. Vermogen is een scalaire grootheid en wordt aangegeven met P.

Een lamp met een hoger vermogen of wattage, zoals 100 W, verlicht bijvoorbeeld meer licht dan een gloeilamp van 10 W. W. Dit impliceert dus dat er meer energie wordt verlicht doordat de lamp meer stroom verbruikt.

De onderstaande afbeelding toont een man die een gewicht optilt en zijn kracht laat zien. Hier is de kracht spierkracht.

Krachtformules

Vermogen wordt gedefinieerd als de tijdsnelheid van werk gedaan door het object, dan kan dit wiskundig gezien worden gegeven door de machtsformule:

P = W ⁄ t

waar,
W is het verrichte werk,
t is de tijd waarvoor het werk wordt gedaan, en
P is de vermogenswinst of -verlies.

Daarom wordt de bovenstaande machtsrelatie genoemd de werktijdvergelijking

De arbeid die door een object wordt verricht (W) kan worden gedefinieerd als het product van kracht en de verplaatsing van het object, waarna de machtsformule in termen van kracht wordt gegeven door:

Sinds W = F × s

Daarom,

P = (F × s) ⁄ t

waar,
F is de vereiste kracht,
s is de verplaatsing van het object,
t is de tijd die nodig is.

Andere krachtformules

De andere formules voor het berekenen van het vermogen worden hieronder besproken,

Omdat de snelheid van het object, v = s / t

Dan,

P = F × v

waar,
F is de vereiste kracht,
v is de snelheid van het object.

Daarom staat de bovenstaande relatie bekend als de Kracht-snelheidsvergelijking

Eenheden van macht

• De SI-eenheid van vermogen is Watt (W), waarvan de veelvouden KW, MW, GW en andere zijn.

Een Watt wordt gedefinieerd als: wanneer een lichaam arbeid verricht van één joule in één seconde, wordt dit genoemd Vermogen van één watt .

1 Watt (W) = 1 Joule (J) / 1 Seconde (s)

• Een andere eenheid van macht is Paardenkracht (pk), waar 1 pk = 746 W
• Dimensionale formule voor macht is [ML ² T ^-3 ]

Rekening: Waarom paardenkracht zo wordt genoemd

Hoe meten we macht?

Vermogen wordt gemeten in verschillende eenheden en de SI-eenheid voor het meten van vermogen is de ‘watt’, weergegeven door het symbool (W). Het is vernoemd naar een Schotse wetenschapper James Watt die als eerste op het idee kwam om vermogen te meten.

Het vermogen wordt berekend met behulp van de formule,

P = ΔE / Δt

waar,
AE is de verandering in energie
Δt is de tijd in seconden

Vermogen kan ook worden gemeten Joule/sec.

Wat is paardenkracht?

Interessant is dat, zoals de naam suggereert, paardenkracht niets met paarden te maken heeft, maar dat het de eenheid is om het vermogen van elke machine of motor te meten. Het wordt aangegeven met ‘hp’. Het is wiskundig gelijk aan,

1 pk = 736 watt

Over het algemeen is de paardenkracht r of pk wordt gebruikt om het vermogen van de motoren van auto's en fietsen te meten. De volgende afbeelding toont het vermogen in paardenkracht.

Gemiddeld vermogen

Gemiddeld vermogen wordt gedefinieerd als de verhouding van het netto (totale) werk dat is verricht in de totale hoeveelheid tijd. Het gemiddelde vermogen wordt dus gegeven als,

Gemiddeld vermogen = totaal verricht werk / totale tijd die nodig is

of

P _van = ΔW / ΔT

waar,
P _van is het gemiddelde vermogen,
ΔW is het totale uitgevoerde werk, en
AT is de totale hoeveelheid tijd die nodig is.

In het geval dat de snelheid van het door het lichaam verrichte werk uniform of constant is, worden het gemiddelde en het momentane vermogen gelijk.

Mechanische kracht

In mechanische systemen , staat de som van krachten en beweging bekend als kracht. Vermogen is over het algemeen het product van een kracht die op een voorwerp inwerkt, vermenigvuldigd met zijn snelheid, of het resultaat van een koppel dat op een as inwerkt, vermenigvuldigd met zijn hoeksnelheid.

De tijdsafgeleide van arbeid is een andere manier om mechanisch vermogen te definiëren. Daarom wordt het mechanische vermogen gegeven door.

Mechanisch vermogen = kracht x snelheid

of

P _M = F × v

Rekening: Toepassingen van koppel in het echte leven

dateformat.format java

Elektrische kracht

De snelheid waarmee energie verandert van de elektrische energie van bewegende ladingen naar een andere vorm, uitgedrukt als een snelheid, per tijdseenheid, staat bekend als elektrische energie.

Wiskundig gezien wordt elektrisch vermogen gedefinieerd als de productspanning en de stroom die vloeit, gegeven als:

P = V × Ik

Volgens De wet van Ohm . V = I × R, daarom

P = Ik ² × R

of

P = V ² / R

waar,
P is de elektrische energie,
I vloeit de stroom,
R is de weerstand en
IN is de spanning.

Rekening: Elektrische energie en kracht

Stroom- en energieverbruik berekenen

Het vermogen en het energieverbruik worden gemeten met een formule. Volgens dit principe levert het vermenigvuldigen van het aantal energie-eenheden dat wordt verbruikt binnen de periode waarin het is verbruikt, het energieverbruik op.

Voor meer details , Commerciële eenheid voor elektrische energie

Daarom kan de formule voor energieverbruik of formule voor energieverbruik als volgt worden weergegeven:

E = P × (t/1000)

waar,

• E is de verbruikte energie of het verbruikte vermogen
• P is de macht en
• t is de tijd waarin de stroom of energie werd verbruikt.

Verbruikte energie of verbruikte energie wordt over het algemeen gemeten in Joule of kilowattuur (kWh).

Controleer ook

• Elektrisch circuit
• Weerstand
• Spanningsdaling

Opgeloste voorbeelden over macht

Voorbeeld 1: Een jongen duwt een doos van 20 kg gedurende 10 seconden naar een afstand van 5 m. Bereken het vermogen dat aan de box wordt geleverd.

Oplossing:

Gegeven,

Massa van de doos, m = 20 kg

Verplaatsing gedekt, d = 5 m

Tijd van verplaatsing, t = 10 s

Gewicht van de doos, F = mg = 20 ×10 N = 200 N

Werk gedaan door de jongen, W = F d = 200 N × 5 J = 1000 J

Geleverd vermogen, P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s

Het vermogen dat aan de box wordt geleverd, is dus gelijk 100 J/sec .

Voorbeeld 2: Er is een pomp nodig om 500 kg water per minuut uit een put van 8 m diep te tillen en dit met een snelheid van 25 m/s uit te werpen. Bereken het vermogen van de pomp.

Oplossing:

Gegeven,

Massa van het water, m = 500 kg

Hoogte bedekt, h = 8 m

Uitwerpsnelheid van water, v = 25 m/s

Levertijd, t = 1 min = 60 s

Totale energie wordt omgezet in werk,

W = E = m g h+(1/2) m v²

= (500×10×8)+(500×25×25)/2

= (40000+156250) J

=196250 J

geleverd vermogen,

P = W / t

= 196250/60

= 3271 W

Het door de pomp geleverde vermogen is dus gelijk 3271 W .

Voorbeeld 3: Een lift is ontworpen om een ​​last van 500 kg in 5 seconden door 5 verdiepingen van een gebouw te tillen, met een gemiddelde hoogte van 3 m per verdieping. Bereken de kracht van de lift.

Oplossing:

Gegeven:

Massa van de lading, m = 500 kg

Totale hoogte bedekt, h = 5 × 3 m = 15 m

Benodigde tijd, t = 5 s

Stroom geleverd door lift,

P = W ⁄ t = mgh ⁄ t

= (500 × 10 × 15) / 5 W

= 15000W

= 1,5×10⁴IN

De kracht van de lift is dus 1,5×10 ⁴ IN .

Voorbeeld 4: Er is een kracht van 5 N nodig om een ​​lichaam op een wrijvingsvloer te verplaatsen met een constante snelheid van 5 m/s. Zoek de kracht die door de kracht wordt gegenereerd.

Oplossing:

Gegeven:

Snelheid van het lichaam, v = 5 m/s

Kracht die nodig is om de snelheid te behouden, F = 5 N

Opgewekte stroom,

P = 5 × 5 W

= 25W

De kracht die door de kracht wordt opgewekt, is dus 25 W

Stroom – Veelgestelde vragen

Wat is macht in de natuurkunde?

Vermogen is de hoeveelheid energie die per seconde wordt verbruikt. Vermogen kan ook worden gedefinieerd als de hoeveelheid kracht die nodig is om een ​​verplaatsing van een eenheid te veroorzaken.

Wat is de dimensie van macht in de natuurkunde?

Vermogen wordt gedefinieerd als de snelheid van de verrichte arbeid. De dimensieformule van Power is [ML ² T ^-3 ].

Hoe bereken je macht in de natuurkunde?

Vermogen kan worden bepaald door de formule,

P = W ⁄ t

waar
IN is het werk gedaan,
T is de tijd waarvoor het werk wordt gedaan, en
P is de vermogenswinst of -verlies.

Wat is het verschil tussen kracht en energie?

Energie wordt gedefinieerd als het vermogen om wat fysiek werk te doen, bijvoorbeeld spelen, springen, enz. Kracht wordt echter gedefinieerd als de snelheid waarmee de energie wordt overgedragen of het werk wordt voltooid.

Wat gebeurt er met een lichaam waaraan gewerkt wordt?

Inspanning voor een lichaam staat gelijk aan een toename van de energie van het lichaam, omdat werk energie aan het lichaam levert. Als de uitgeoefende kracht daarentegen in tegenspraak is met de beweging van het object, wordt het werk als negatief beschouwd, wat erop wijst dat er energie aan het object wordt onttrokken.

Kan het concept van macht ons helpen beschrijven hoe objecten bewegen?

Het verrichte werk en de tijd zijn met elkaar verbonden in de machtsvergelijking. Omdat krachten objecten kunnen verplaatsen en we weten dat krachten werk verrichten, kunnen we aannemen dat we, door de kracht te begrijpen, inzicht kunnen krijgen in hoe een lichaam door de tijd beweegt.