Un bodybuilder et un cinquième niveleur pourraient tous deux transporter tous les livres sur une étagère dans un escalier, mais ils ne sont pas susceptibles de terminer la tâche dans le même laps de temps. La carrossière sera probablement plus rapide car elle a une puissance plus élevée De même, une voiture de course avec une puissance élevée TL; DR (Trop long; N'a pas lu) La puissance est une mesure de la quantité de travail effectuée dans un intervalle de temps. Une note rapide sur la puissance: le terme est destiné à comparer la puissance d'une machine à vapeur à celle d'un cheval, car dans un moteur de 700 chevaux pourrait faire environ 700 fois le travail d'un seul cheval. Cela remonte à l'époque où les machines à vapeur étaient nouvelles et l'un des inventeurs les plus éminents travaillant pour améliorer leur efficacité, James Watt, a inventé le terme comme un moyen de convaincre la personne moyenne de sa valeur. Il existe deux façons de calculer la puissance, selon les informations disponibles. De plus, deux unités de puissance sont également valables. 1. Puissance en termes de travail et de temps: P \u003d W /t Où le travail W 2. Puissance en termes de force et de vitesse: P \u003d F × v Où la force F Ces équations ne sont pas aléatoirement équivalentes. La deuxième équation peut être dérivée de la première comme ceci: Commençant par: P \u003d W /t Notez que travail Remplacez ceci par: P \u003d F × d /t Ensuite, parce que le déplacement dans n'importe quelle unité de temps est la vitesse P \u003d F × v L'unité SI de puissance p La recherche de la deuxième formule d'alimentation mène à un autre appareil, cependant. La force multipliée par la vitesse donne une mesure en unités de Newton-mètres par seconde (Nm /s). Ensuite, parce que l'unité d'énergie du Joule est également définie comme un Newton-mètre (Nm), la première partie de celui-ci peut être réécrite en Joule à la place, résultant en la deuxième unité SI de puissance: Joules par seconde (J /s ). Conseils La puissance peut être mesurée en watts (W) ou en Joules par seconde (J /s). Compte tenu de la définition du pouvoir et des deux façons de le trouver, il existe plusieurs façons d'augmenter la puissance de quelque chose Conseils Comment augmenter la puissance: faites-en plus en moins de temps. Cela implique également qu'une machine très forte, par exemple un culturiste très musclé, pourrait encore manquer puissance De même, une machine très rapide ou une personne qui ne fait pas grand-chose, quelqu'un rapidement fléau en place mais n'atteignant nulle part, n'est pas réellement puissant. 1. Usain Bolt a généré environ 25 W de puissance dans son sprint record de 100 m, qui a duré 9,58 secondes. Combien de travail a-t-il fait? Parce que P P \u003d W /t 25 W \u003d W Résolution pour W 2. Avec quelle force moyenne poussait-il contre le sol pendant qu'il courait? Puisque le travail 239,5 Nm /100 m \u003d 2,395 N 3. Quelle quantité d'énergie produit une personne de 48 kg qui met 6 secondes à monter un escalier de 3 mètres? Dans ce problème, le déplacement et le temps sont donnés, ce qui permet rapidement un calcul de vitesse: v \u003d d /t \u003d 3 m /6 s \u003d 0,5 m /s La deuxième équation de puissance a la vitesse, mais elle inclut également la force. Une personne qui monte un escalier travaille pour contrer la force de gravité. Ainsi, la force dans ce cas peut être trouvée en utilisant leur masse et leur accélération dues à la gravité, qui sur Terre est toujours égale à 9,8 m /s 2. F grav \u003d mg F grav \u003d 48 kg × 9,8 m /s 2 F grav \u003d 470,4 N Maintenant forcez et ajustement de la vitesse dans la deuxième formule de puissance: P \u003d F × v P \u003d 470,4 N × 0,5 m /s P \u003d 235,2 J /s Notez que la décision de laisser les unités ici en J /s plutôt qu'en Watts est arbitraire. Une réponse tout aussi acceptable est 235,2 W. 4. Une puissance en unités SI est d'environ 746 watts, ce qui est basé sur la charge qu'un cheval en forme aurait pu transporter pendant une minute. Combien de travail le cheval d'exemple a-t-il fait dans ce temps? La seule étape avant de brancher les valeurs de puissance et de temps dans la première équation est de s'assurer que le temps est dans les unités SI appropriées de secondes en réécrivant une minute comme 60 secondes. Alors: P \u003d W /t 746 W \u003d W W De nombreux services publics d'électricité facturent des frais à leurs clients en fonction de leur kilowatt-heure Le préfixe kilo Pour compter les kilowatts-heures, multipliez le nombre de kilowatts fois les heures utilisées. Ainsi, si quelqu'un utilise une ampoule de 100 watts pendant 10 heures, il aura utilisé un total de 1 000 wattheures, soit 1 kWh d'électricité. 1. Un service public d'électricité facture 0,12 $ le kilowatt-heure. Un aspirateur très puissant de 3000 W est utilisé pendant 30 minutes. Combien cette énergie coûte-t-elle aux propriétaires? 3 000 W \u003d 3 kW 30 minutes \u003d 0,5 heure 3 kW × 0,5 h \u003d 1,5 kWh 1,5 kWh × 0,12 $ /kWh \u003d 0,18 $ 2. Le même service public crédite un ménage de 10 $ pour chaque 4 kWh d'électricité qu'il renvoie au réseau. Le soleil fournit environ 1 000 W de puissance par mètre carré. Si une cellule solaire de deux mètres carrés sur une maison collecte de l'énergie pendant 8 heures, combien d'argent génère-t-elle? Compte tenu des informations contenues dans le problème, la cellule solaire doit être en mesure de collecter 2 000 W de la Soleil, ou 2 kW. En 8 heures, c'est 16 kWh. (10 $ /4 kWh) × 16 kWh \u003d 40 $
que la cinquième niveleuse.
pourra voyager bien plus vite qu'un cheval.
Formules pour la puissance
est mesuré en Newton-mètres (Nm), et le temps t
est mesuré en secondes (s).
est en newtons (N), et la vitesse v
est en mètres /seconde (m /s).
est le Identique à force multipliée par déplacement: W \u003d F × d
(v \u003d d /t), réécrivez les termes à la fin comme v
:
Unités de puissance
est généralement présentée en watts (W), du nom du même James Watt qui a conçu les moteurs et les a comparés aux chevaux . Les ampoules et autres appareils électroménagers incluent généralement cet appareil sur leurs étiquettes.
Comment devenir puissant
: augmenter sa force (utiliser plus de force
) ou faites le même travail plus rapidement (diminuez t
ou augmentez v
). Une voiture puissante est forte et
rapide, et une faible n'est ni l'un ni l'autre. Le travail peut être fait plus facilement et plus rapidement
, le plus puissant
l'entité qui fait le travail.
. Une personne qui peut soulever une charge très lourde, mais très lentement, est moins puissante qu'une personne qui peut la soulever rapidement.
Exemples de calculs de puissance
et t
sont donnés, et W
est inconnu, utilisez la première équation:
/9,58 s
: 239,5 Nm
à Nm est déjà connu, tout comme le déplacement
en mètres, divisé par le la longueur de la course donnera la force
(autrement dit, le travail
est le même que la force multipliée par le déplacement:
W \u003d F × d):
/60 s
\u003d 44 670 Nm
Kilowatts et électricité
d'utilisation. Pour comprendre la signification de cette unité d'énergie électrique commune, commencez par décomposer les unités.
signifie 1000, donc un kilowatt (kW)
est égal à 1000 watts. Ainsi, un kilowatt-heure (kWh)
est la quantité de kilowatts utilisée en une heure.
Exemples de problèmes de kilowattheure
