FIZINĖ GALIA: FORMULĖS, GALIOS TIPAI IR PAVYZDŽIAI - FIZINIS - 2025

Fizinė galia reiškia, kad darbo kiekio (ar suvartojamos energijos) per laiko vienetą. Galia yra mastelio skalė, jos matavimo vienetas tarptautinėje vienetų sistemoje yra džauliu per sekundę (J / s), žinomu kaip vatas Džeimso Watto garbei.

Kitas gana dažnas matavimo vienetas yra tradicinis arklio galia. Fizikoje tiriamos skirtingos galios rūšys: mechaninė galia, garso galia, šiluminė galia, be kita ko. Apskritai yra intuityvi potencijos prasmės idėja. Paprastai tai siejama su didesne galia, didesnėmis sąnaudomis.

Taigi lemputė sunaudoja daugiau elektros energijos, jei jos galia didesnė; Tas pats pasakytina apie plaukų džiovintuvą, radiatorių ar asmeninį kompiuterį.

Dėl šios priežasties būtina iki galo suprasti jo prasmę, skirtingus egzistuojančius galių tipus ir suprasti, kaip jis apskaičiuojamas bei kokie yra santykiai tarp dažniausiai pasitaikančių matavimo vienetų.

Formulės

Iš esmės, norint apskaičiuoti sunaudotą ar tiekiamą energiją per tam tikrą laiką, naudojama ši išraiška:

P = W / t

Šia išraiška P yra galia, W yra darbas, o t yra laikas.

Jei norite apskaičiuoti momentinę galią, turėtumėte naudoti šią formulę:

Šioje formulėje ∆t yra laiko prieaugis, F yra jėga, o v yra greitis.

Vienetai

Galios unikalumas Tarptautinėje vienetų sistemoje yra džaulis per sekundę (J / s), žinomas kaip vatas (W). Taip pat gana įprasta tam tikrais atvejais naudoti kitus agregatus, pvz., Kilovatus (kW), arklio galią (CV).

Žinoma, kilovatas lygus 1000 vatų. Savo ruožtu, arklio jėgos ir vatos ekvivalentas yra toks:

1 CV = 745,35 W

Kitas galios vienetas, nors jo naudojimas yra daug retesnis, yra erg per sekundę (erg / s), kuris prilygsta ^10–7 W.

Svarbu atskirti kilovatą nuo kilovatvalandės (kWh), nes pastaroji yra energijos ar darbo, o ne galios vienetas.

Maitinimo tipai

Tarp įvairių egzistuojančių galios tipų, vieni iš svarbiausių yra tie, kurie bus nagrinėjami žemiau.

Mechaninė galia

Kietai kietai medžiagai tenkanti mechaninė jėga gaunama gaminant gaminį tarp visos panaudotos jėgos ir greičio, perduodamo į tą kūną.

P = F ∙ v

Ši išraiška yra lygi išraiškai: P = W / t, ir iš tikrųjų ji gaunama iš jos.

Jei taip pat vyksta standžios kietosios medžiagos sukimosi judesys ir todėl jėgos, veikiančios jį, keičia jo kampinį greitį, sukeldamos kampinį pagreitį, darytina išvada, kad:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Šioje išraiškoje M yra momentas, atsirandantis veikiant jėgoms, o ω - ​​kūno kampinis greitis.

Elektros energija

Elektrinis komponentas, kurį tiekia ar sunaudoja elektros energija, gaunamas padalinus ar sugeriant minėtą komponentą elektros energijos kiekį ir sugaištą laiką. Jis apskaičiuojamas pagal šią išraišką:

P = V ∙ I

Šioje lygtyje V yra potencialo skirtumas tarp komponentų, o I - per jį praeinančios elektros srovės stipris.

Konkrečiu atveju, kai sudedamoji dalis yra elektrinė varža, galiai apskaičiuoti galima naudoti šias išraiškas: P = R ∙ I ² = V ² / R, kur R yra nagrinėjamo komponento elektrinės varžos vertė.

Šildymo galia

Komponento šiluminė galia apibrėžiama kaip energijos kiekis, kurį minėtas komponentas per laiko vienetą išsklaidė arba išskiria kaip šilumą. Jis apskaičiuojamas pagal šią išraišką:

P = E / t

Šia išraiška E yra energija, išsiskirianti šilumos pavidalu.

Garso galia

Garso galia apibrėžiama kaip energija, kurią garso banga per tam tikrą paviršių perkelia per laiko vienetą.

Tokiu būdu garso galia priklauso ir nuo garso bangos intensyvumo, ir nuo paviršiaus, kurį kerta minėta banga, ir apskaičiuojama pagal šį integralą:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

Šiame vientisume Ps yra bangos garso galia, Is - bangos garso stipris, o dS - bangos sukryžiuotas paviršiaus skirtumas.

Nominali ir reali galia

Nominali galia yra didžiausia galia, kurios reikia mašinai ar varikliui normaliomis naudojimo sąlygomis; tai yra maksimali galia, kurią mašina ar variklis gali palaikyti ar pasiūlyti.

Nominalus terminas naudojamas todėl, kad ši galia paprastai naudojama mašinai apibūdinti, pavadinti.

Savo ruožtu tikroji ar naudingoji galia, tai yra, galia, kurią faktiškai naudoja, sukuria ar naudoja mašina ar variklis, paprastai skiriasi nuo vardinės, paprastai būna mažesnė.

Pavyzdžiai

Pirmas pavyzdys

Norite kranuoti 100 kg pianiną į septintą aukštą, kuris yra 20 metrų aukštyje. Kranas užtrunka 4 sekundes, norint pakelti pianiną. Apskaičiuokite krano galią.

Sprendimas

Galiai apskaičiuoti naudojama ši išraiška:

P = W / t

Tačiau pirmiausia reikia apskaičiuoti krano atliktą darbą.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19 600 N

Todėl krano galia bus tokia:

P = 19 600/4 = 4900 W

Antras pavyzdys

Apskaičiuokite 10 diss rezistoriaus išsklaidytą galią, jei 10 A srovė.

Sprendimas

Tokiu atveju reikia apskaičiuoti elektros energiją, kuriai naudojama ši formulė:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W

Nuorodos

1. „Resnik“, „Halliday & Krane“ (2002). Fizikos 1 tomas. Cecsa.
2. Jėga (fizinė). (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 3 d. Iš es.wikipedia.org.
3. Galia (fizika). (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 3 d. Iš en.wikipedia.org.
4. Resnickas, Robertas ir Hallidayas, Davidas (2004). Fizika 4-oji. CECSA, Meksika.
5. „Serway“, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Fizika mokslininkams ir inžinieriams (6-asis leidimas). Brooks / Cole.