Πώς να υπολογίσετε την εργασία, την ισχύ και την ενέργεια
Στη φυσική, η εργασία έχει έναν ακριβή ορισμό: ενέργεια που μεταφέρεται όταν μια δύναμη κινεί ένα αντικείμενο μέσω μιας μετατόπισης. Η ισχύς είναι ο ρυθμός με τον οποίο γίνεται η εργασία. Αυτές οι έννοιες είναι θεμελιώδεις για τη μηχανολογία και την καθημερινή χρήση ενέργειας.
Τύποι κλειδιών
Εργασία:
W = F × d × cos(θ)
Όπου F είναι δύναμη (N), d είναι μετατόπιση (m) και θ είναι η γωνία μεταξύ δύναμης και μετατόπισης.
Εξουσία:
P = W / t = F × v
Κινητική ενέργεια:
KE = ½ × m × v²
Δυνητική ενέργεια:
PE = m × g × h
Παραδείγματα βήμα προς βήμα
Παράδειγμα εργασίας: Σπρώχνεις ένα κουτί 5 μέτρα κατά μήκος του δαπέδου με 40 N οριζόντιας δύναμης. W = 40 × 5 × cos(0°) = 40 × 5 × 1 = 200 joules
Παράδειγμα ισχύος: Κάνεις 200 J εργασίας σε 4 δευτερόλεπτα. P = 200 / 4 = **50 watt **
Πρόβλημα ράμπας: Πόση δουλειά για να σπρώξετε ένα κιβώτιο 100 kg 10 m επάνω σε μια ράμπα χωρίς τριβή 30°; Ύψος που αποκτήθηκε: h = 10 × sin(30°) = 5 m Εργασία = αλλαγή στο PE = m × g × h = 100 × 9,81 × 5 = 4.905 J
Μονάδες
| Ποσότητα | Μονάδα SI | Κοινό Ισοδύναμο |
|---|---|---|
| Δύναμη | Newton (N) | 1 kg·m/s² |
| Εργασία/Ενέργεια | Joule (J) | 1 N·m |
| Εξουσία | Watt (W) | 1 J/s |
| 1 ίππος | 746 W | 550 ft·lb/s |
Εξοικονόμηση Ενέργειας
Σε ένα ιδανικό σύστημα: KE + PE = σταθερό (η συνολική μηχανική ενέργεια διατηρείται). Τα πραγματικά συστήματα χάνουν ενέργεια λόγω τριβής και θερμότητας, αλλά η συνολική ενέργεια (συμπεριλαμβανομένης της θερμικής) διατηρείται πάντα.
Χρησιμοποιήστε τον υπολογιστή εργασίας και ισχύος μας για οποιαδήποτε δύναμη, απόσταση και χρόνο.