Магутнасць: у чым вымяраецца, як ужываецца, формулы разліку

Што такое сіла і магутнасць? У чым вымяраецца гэты паказчык, якія пры гэтым выкарыстоўваюцца прыборы, і як названыя фізічныя велічыні прымяняюцца на практыцы, мы разгледзім далей у артыкуле.

сіла

У свеце ўсё цела фізічнай прыроды пачынаюць рух дзякуючы сіле. Пры яе уздзеянні, з спадарожным або процілеглым напрамкам руху цела, здзяйсняецца праца. Такім чынам, на цела ўздзейнічае якая-небудзь сіла.

Так, ровар чапаецца з месца дзякуючы сіле ног чалавека, а на цягнік дзейнічае сіла цягі электравоза. Падобнае ўздзеянне здараецца пры любым руху. Праца сілы - гэта велічыня, у якой памнажаецца модуль сілы, модуль перамяшчэння кропкі яе прыкладання і косінус кута паміж вектарамі гэтых паказчыкаў. Формула ў гэтым выпадку выглядае наступным чынам:

A = F · s · cos (F, s)

Калі кут паміж гэтымі вектарамі ня роўны нулю, то праца вырабляецца заўсёды. Пры гэтым яна можа мець як станоўчы, так і адмоўнае значэнне. На цела не будзе дзейнічаць сіла пры вугле, роўным 90 °.

Разгледзім для прыкладу калёсы, якую цягне мускульная сіла каня. Іншымі словамі, працу здзяйсняе сіла цягі ў кірунку руху вазы. А вось сіла цяжару, накіраваная ўніз або перпендыкулярна, працы не здзяйсняе (дарэчы, конскія сілы - гэта тое, у чым вымяраецца магутнасць рухавіка).

Праца сілы з'яўляецца скалярнай велічынёй і вымяраецца ў джоўль. Яна можа быць:

• раўнадзейнай (пры ўздзеянні некалькіх сіл);
• нясталай (тады вылічэнне вырабляецца з Інтэгралам).

магутнасць

У чым вымяраецца гэтая велічыня? Для пачатку разбяром, што яна з сябе ўяўляе. Зразумела, што рух цела пачынае за кошт сілы, што зьдзяйсьняе механічную працу. Аднак на практыцы, акрамя гэтага, неабходна ведаць, як менавіта яна здзяйсняецца.

Праца можа быць завершана на розныя тэрміны. Напрыклад, адно і тое ж дзеянне можа здзейсніць маленькі маторчык ці вялікі электрычны рухавік. Пытанне толькі ў тым, за які час яно будзе выраблена. Велічыня, якая адказвае за такую задачу, - гэта магутнасць. У чым вымяраецца яна, становіцца зразумелым з вызначэння - гэта стаўленне працы за канкрэтны час да яго велічыні:

N = A / Δt.

Шляхам лагічных дзеянняў прыходзім да наступнай формуле:

N = F · v,

гэта значыць твор вектараў сілы на хуткасць руху - і ёсць магутнасць. У чым вымяраецца яна? Па міжнароднай сістэме СІ, адзінкай вымярэння дадзенай велічыні з'яўляецца 1 Ват.

Ват і іншыя адзінкі вымярэння магутнасці

Ват азначае магутнасць, дзе за адну секунду вырабляецца праца ў адзін джоўль. Апошнюю адзінку назвалі так у гонар ангельца Дж.Уатта, які вынайшаў і збудаваў першую паравую машыну. Але ён пры гэтым выкарыстаў іншую велічыню - конскую сілу, якім ужываецца і па гэты дзень. Адна конская сіла прыблізна роўная 735,5 Ват.

Такім чынам, акрамя Ват, магутнасць вымераюць у метрычнай конскай сіле. А пры вельмі малым значэнні таксама выкарыстоўваюць Эрг, роўны дзесяці ў мінус сёмай ступені Ват. Магчыма і вымярэнне ў адной адзінцы масы / сілы / метраў у секунду, што роўна 9,81 Ват.

Магутнасць ў рухавіку

Названая велічыня з'яўляецца адной з самых важных у любым маторы, які бывае самай рознай магутнасці. Напрыклад, электрычная брытва мае сотыя долі кілавата, а ракета касмічнага карабля налічвае мільёны.

Для рознай нагрузкі неабходная розная магутнасць для захавання пэўнай хуткасці. Напрыклад, машына стане цяжэй, калі ў яе змясціць больш грузу. Тады сіла трэння аб дарогу павялічыцца. Таму, каб падтрымліваць тую ж хуткасць, што і ў ненагруженном стане, спатрэбіцца вялікая магутнасць. Адпаведна, матор будзе з'ядаць больш паліва. Пра гэты факт вядома ўсім кіроўцам.

Але пры вялікай хуткасці важная і інерцыя машыны, якая прама прапарцыйная яе масе. Бывалыя вадзіцелі, якія ведаюць пра гэты факт, знаходзяць пры яздзе лепшае спалучэнне паліва і хуткасці, каб бензіну сыходзіла менш.

магутнасць току

У чым вымяраецца магутнасць току? У той жа самай адзінцы па сістэме СІ. Яна можа быць вымераная прамым або ўскосным метадам.

Першы спосаб рэалізуецца пры дапамозе ваттметра, якое спажывае істотную энергію і моцна нагружаюць крыніца току. З яго дапамогай вымяраецца ад дзесяці Ват і больш. Ускосны метад выкарыстоўваюць пры неабходнасці вымераць малыя значэння. Прыборамі для гэтага служаць амперметр і вальтметр, падлучаныя да спажыўца. Формула ў дадзеным выпадку будзе мець такі выгляд:

P = U · I.

Пры вядомым супраціве нагрузкі, вымяраем працякалую праз яе велічыню току і знаходзім магутнасць так:

P = I ² ∙ R _н.

Па формуле P = I ² / R _н таксама можа быць вычеслена магутнасць току.

У чым вымяраецца яна ў сетцы трохфазнага току, таксама не сакрэт. Для гэтага ўжываюць ўжо знаёмы прыбор - ваттметр. Прычым вырашыць задачу, чым вымяраецца электрычная магутнасць, можна з дапамогай аднаго, двух ці нават трох прыбораў. Напрыклад, для четырехпроводных ўстаноўкі спатрэбіцца тры прылады. А для трехпроводной пры несіметрычнай нагрузцы - два.