نفسر ما هي القوة في الفيزياء ، والأنواع الموجودة والأمثلة المختلفة. أيضا ، الصيغ لحسابها.
ما هي القوة في الفيزياء؟
في الفيزياء ، القوة (ممثلة بالرمز ص) هو مقدار محدد من مهنة بطريقة ما في وحدة من طقس عازم. بمعنى آخر ، هو مقدار العمل لكل وحدة زمنية ينتجها كائن أو نظام ما.
تُقاس الطاقة بالواط (W) ، وهي وحدة تكرم المخترع الاسكتلندي جيمس وات وتعادل جول واحد (J) من العمل الذي قام به ثانيا (ق) ، وهذا هو:
W = J / s
في نظام القياس الأنجلو ساكسوني ، يتم استبدال هذه الوحدة بخيول فرض (حصان).
كانت القدرة على فهم وقياس القوة بدقة عاملاً حاسماً في تطوير المحركات البخارية الأولى ، وهو الجهاز الذي يعتمد عليه ثورة صناعية. في الوقت الحاضر ، من ناحية أخرى ، يرتبط عادةً بـ كهرباء ونوع آخر من موارد نشطة حديث ، حيث يمكنك أيضًا تحديد مقدار طاقة أحال.
أنواع الطاقة
هناك أنواع الطاقة التالية:
- الطاقة الميكانيكية مشتق من تطبيق القوة على مادة صلبة صلبة ، أو مادة صلبة قابلة للتشوه.
- الطاقة الكهربائية. بدلاً من العمل ، فإنه يشير إلى كمية الطاقة المنقولة لكل وحدة زمنية في النظام أو الدائرة.
- قوة التسخين. يشير إلى مبلغ الحرارة أن الجسم يحرر بيئة لكل وحدة زمنية.
- قوة الصوت. يُفهم على أنه مقدار الطاقة التي تنقلها الموجة الصوتية لكل وحدة زمنية عبر سطح معين.
صيغ القوة
تُحسب القوة ، بعبارات عامة ، وفقًا للصيغة التالية:
P = ΔE / Δt
ΔE يمثل التغيير في الطاقة أو التغيير في العمل.
Δt يمثل الوقت المقاس بالثواني.
ومع ذلك ، يتم التعبير عن كل نوع من الفاعلية من خلال صيغته الخاصة ، على سبيل المثال:
- الطاقة الميكانيكية P (t) = Fv ، على الرغم من أنه إذا كان هناك دوران للمادة الصلبة وتغير القوى المطبقة سرعتها الزاوية ، فسنستخدم P (t) = Fv + M.ω بدلاً من ذلك. ستكون F و M القوة المحصلة والعزم الناتج ، على التوالي ؛ بينما ستكون V و سرعة النقطة التي تم حساب الناتج عليها ، والسرعة الزاوية للجسم.
- الطاقة الكهربائية. الفوسفور (ر) = أنا (ر). V (t) ، حيث أنا هو التيار المتدفق ، مقيسًا بالأمبير ، و V هو فرق الجهد (الانخفاض في الجهد االكهربى) تقاس بالفولت. في حالة أ قدرة التحمل بدلاً من موصل الكهرباء ، ستكون الصيغة المستخدمة هي P = I2R = V2 / R ، حيث R هي مقاومة المادة ، مقاسة بالأوم.
- قوة التسخين. P = E / t ، حيث E هي الطاقة الحرارية المقدمة ، مقاسة بالجول (J). لاحظ كيف أن هذا غير مكترث بدرجات الحرارة.
- قوة الصوت. PS = ʃيكون dS ، أين أناs هي شدة الصوت و dS العنصر الذي وصل إليه لوح.
أمثلة القوة
- القدرة على تحريك الكتلة
نريد رفع 100 كجم من مواد البناء إلى الطابق السابع من مبنى قيد الإنشاء ، أي حوالي 20 مترًا من انا عادة. نريد أن نفعل ذلك باستخدام رافعة وفي 4 ثوانٍ من الوقت ، لذلك يجب أن نكتشف القوة اللازمة لها.
لاستخدام الصيغة P = w / t ، يجب أن نحسب الشغل الذي أنجزته الرافعة أولاً.
لذلك نستخدم الصيغة W = F. d. cos a = 100 x 9.8 x 20 x 1 = 19،600 N. ثم: P = 19،600 N / 4 s ، أي يجب أن تكون قوة الرافعة 4900 واط.
- تبديد قوة المقاوم
يجب أن نحسب مقدار القوة التي تتبددها مقاومة كهربائية مقدارها 10 أوم ، عندما نعبرها بـ a تيار 10 أمبير. في هذه الحالة ، نطبق الصيغة P = R x I2 ، على النحو التالي: P = 10 x 102 ، مما ينتج عنه طاقة مشتتة تبلغ 1000 واط.