力 物理学では、変換または転送されるエネルギー量の時間率として定義されます。 SI 単位系 (または国際単位系) では、 ワット(W) パワーの単位です。ワットは 1 秒あたり 1 ジュールに相当します。初期の研究では、力は時々 活動 。電力はスカラー量です。電力は次の関数です 完了した作業 したがって、人が一日の時間帯に応じて変動する速度で働く場合、その人の能力も同様に変動します。
この記事では、電力、平均電力、電力の単位などについて学びましょう。
目次
パワーとは何ですか?
電力は、エネルギー伝達率の尺度となる物理量です。 。したがって、時間に対する仕事の完了率として定義できます。
したがって、Power は 1 秒あたりに消費されるエネルギー量です。パワーは、ユニットの変位を引き起こすために必要な力の量としても定義できます。 電力はスカラー量であり、P で表されます。
たとえば、100 W などのより高い電力またはワット数の電球は、10 の電球よりも多くの光を照らします。 W. したがって、これは、より多くの電力を消費する電球によってより多くのエネルギーが照射されることを意味します。
下の画像は、重りを持ち上げてその力を誇示している男性を描いています。ここでのパワーとは筋力のことです。
べき乗の公式
パワーは時間率として定義されます。 終わった仕事 オブジェクトによって計算されると、数学的には次のべき乗の公式で求められます。
P = W ⁄ t
どこ、
W は完了した作業、
t は作業が完了する時間であり、
P は電力の利得または損失です。
したがって、上記の力の関係は次のように呼ばれます。 労働時間の方程式
物体によって行われる仕事 (W) は、力と物体の変位の積として定義でき、力に関するべき乗の式は次のようになります。
W = F × s なので、
したがって、
P = (F × s) ⁄ t
Javaリストメソッドどこ、
F は必要な力、
s はオブジェクトの変位、
t はかかった時間です。
他の力の計算式
パワーを計算するための他の公式については以下で説明します。
したがって、物体の速度 v = s / t
それから、
P = F × v
どこ、
F は必要な力、
v は物体の速度です。
したがって、上記の関係は次のように知られています。 力と速度の関係式
電力の単位
- 電力の SI 単位はワット (W) で、倍数は KW、MW、GW、その他です。
ワットは、物体が 1 秒間に 1 ジュールの仕事をするとき、と定義されます。 1ワットの電力 。
1 ワット (W) = 1 ジュール (J) / 1 秒 (s)
- 力のもう一つの単位は、 馬力 (hp)、 どこ 1 馬力 = 746 W
- 力の次元公式は [ML 2 T -3 】
チェック： なぜ馬力がそう呼ばれるのか
電力をどのように測定するのでしょうか?
電力はさまざまな単位で測定され、電力を測定するための SI 単位は記号 (W) で表される「ワット」です。スコットランドの科学者の名前にちなんで名付けられました ジェームズ・ワット 力を測定するというアイデアを最初に思いついた人。
電力は次の式を使用して計算されます。
P = ΔE / Δt
どこ、
ΔE エネルギーの変化です
Δt かかる時間は秒単位です
パワーは次の方法でも測定できます。 ジュール/秒
馬力とは何ですか?
興味深いことに、名前が示すように、馬力は馬とは関係なく、あらゆる機械やエンジンの出力を測定する単位です。 それは「hp」で表されます。数学的には次と等しくなります。
1 馬力 = 736 ワット
一般的に、 馬力 または 馬力 車やバイクのエンジンの出力を測定するために使用されます。次の画像は馬力のパワーを示しています。
平均電力
平均電力 は、合計時間内で実行された正味 (合計) 作業の比率として定義されます。したがって、平均電力は次のように与えられます。
平均パワー = 実行された合計作業量 / かかった合計時間
または
P の = ΔW / ΔT
どこ、
P の は平均パワー、
ΔW は完了した総作業量であり、
ΔT かかった時間の合計です。
身体が行う仕事量が均一または一定の場合、平均パワーと瞬間パワーは等しくなります。
機械的動力
で 機械システム 、力と動きの合計は力として知られています。パワーは一般に、物体に作用する力とその速度の積、またはシャフトに作用するトルクとその角速度の積です。
仕事の時間微分は、機械力を定義するもう 1 つの方法です。したがって、機械的動力は次のように与えられます。
機械的出力 = 力 × 速度
または
P メートル = F × v
チェック： トルクの実生活への応用
電力
エネルギーが移動電荷の電気エネルギーから別の形式に変化する速度は、単位時間当たりの速度として表され、電力として知られています。
数学的には、電力は製品の電圧と流れる電流として定義され、次のように与えられます。
P = V × I
によると オームの法則 。したがって、V = I × R、
P = I 2 ×R
または
P = V 2 /R
コンピューターはどうやって動くのかどこ、
P 電力です、
私 電流が流れているのか、
R は抵抗であり、
で は電圧です。
チェック： 電気エネルギーと電力
電力とエネルギー消費量の計算
電力とエネルギー消費量は計算式によって測定されます。これによると、消費した期間内に消費した電力の単位数を乗じたものがエネルギー消費量となります。
さらに詳しく 、電気エネルギーの商業単位
したがって、エネルギー消費公式または電力消費公式は次のように表すことができます。
E = P × (t/1000)
どこ、
- E は消費エネルギーまたは消費電力です。
- P はパワーであり、
- t は、電力またはエネルギーが消費された時間です。
消費エネルギーまたは消費電力は通常、次の単位で測定されます。 ジュール または キロワット時 (kWh)。
また、チェックしてください
- 電気回路
- 抵抗
- 電圧降下
電源に関する解決済みの例
例 1: 少年は 20 kg の箱を 5 m の距離まで 10 秒間押します。ボックスに供給される電力を計算します。
解決：
考えると、
キャッチアンドトライJava箱の質量、m = 20 kg
変位をカバー、d = 5 m
変位時間、t = 10 秒
箱の重量、F = mg = 20 ×10 N = 200 N
少年が行った仕事、W = F d = 200 N ×5 J = 1000 J
供給される電力、P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s
したがって、ボックスに供給される電力は、 100J/秒 。
例 2: ポンプは、深さ 8 m の井戸から毎分 500 kg の水を汲み上げ、25 m/s の速度で排出する必要があります。ポンプの動力を計算します。
解決：
考えると、
水の質量、m = 500 kg
覆われた高さ、h = 8 m
水の噴出速度、v = 25 m/s
配信時間、t = 1 分 = 60 秒
総エネルギーは仕事に変換され、
W = E = m g h+(1/2) m v2
= (500×10×8)+(500×25×25)/2
= (40000+156250) J
=196250J
供給される電力、
P = W / t
= 196250 / 60
= 3271W
したがって、ポンプによって供給される電力は、 3271W 。
例 3: エレベーターは、500 kg の荷重を 5 秒で 1 階あたり平均 3 m の建物の 5 階まで持ち上げるように設計されています。エレベーターの力を計算します。
解決：
与えられる:
積載物の質量、m = 500 kg
カバーされる全高、h = 5 × 3 m =15 m
所要時間、t = 5 秒
エレベーターによって供給される電力、
P = W ⁄ t = mgh ⁄ t
= (500 × 10 × 15) / 5 W
= 15000W
= 1.5×104で
したがって、エレベーターの力は、 1.5×10 4 で 。
例 4: 摩擦床上で物体を 5 m/s の一定速度で動かすには、5 N の力が必要です。力によって生成される力を求めてください。
解決：
与えられる:
CSSでテキストを太字にする物体の速度、v = 5 m/s
速度を維持するために必要な力、F = 5 N
発電された電力、
P=5×5W
= 25W
したがって、力によって発生する力は、 25W
電源 – FAQ
物理学における力とは何ですか?
電力は、1 秒あたりに消費されるエネルギー量です。パワーは、ユニットの変位を引き起こすために必要な力の量としても定義できます。
物理学における力の次元とは何ですか?
パワーは完了した仕事の速度として定義されます。電力の次元公式は次のとおりです。 [ML 2 T -3 ]。
物理学で力を計算するにはどうすればよいですか?
パワーは次の式で求めることができます。
P = W ⁄ t
どこ
で 仕事は終わったのか、
t 作業が完了する時間です。
P は電力の利得または損失です。
パワーとエネルギーの違いは何ですか?
エネルギーは、遊び、ジャンプなど、何らかの物理的作業を行う能力として定義されます。一方、パワーは、エネルギーが伝達される速度、または作業が完了する速度として定義されます。
加工が施された体はどうなるのでしょうか？
仕事は体にエネルギーを供給するため、体への努力は体のエネルギーの増加に相当します。一方、加えられた力が物体の動きに逆らっている場合、仕事はマイナスとみなされ、エネルギーが物体から引き出されていることが示唆されます。
力の概念は、物体がどのように動くかを説明するのに役立ちますか?
完了した仕事量と時間は電力方程式で結びついています。力が物体を動かす可能性があり、力が仕事をすることはわかっているので、力を理解することで、時間の経過とともに物体がどのように動くかについての洞察が得られると考えるかもしれません。