Φυσική για παιδιά

Ισχύς

Η λέξη "ισχύς" χρησιμοποιείται συχνά για να περιγράψει κάποιον με εξουσία, όπως ένας βασιλιάς ή ένας δικτάτορας. Χρησιμοποιείται επίσης για να περιγράψει κάποιον ή κάτι που είναι πολύ δυνατό, όπως ένας παίκτης του μπέιζμπολ που χτυπάει home runs. Στη φυσική, η ισχύς χρησιμοποιείται για να περιγράψει το ρυθμό με τον οποίο χρησιμοποιείται η ενέργεια. Με άλλα λόγια, είναι μια μέτρηση του πόσο γρήγορα χρησιμοποιείτε ενέργεια.

Η εξίσωση που περιγράφει την ισχύ είναι:

Ισχύς = Έργο ÷ Χρόνος

ή

P = W/t

Ένα παράδειγμα

Είτε ανεβαίνετε τρέχοντας μια σκάλα σε 5 δευτερόλεπτα είτε ανεβαίνετε αργά με τα πόδια την ίδια σκάλα σε 40 δευτερόλεπτα, κάνετε την ίδια ποσότητα εργασίας. Ωστόσο, την κάνετε με διαφορετικό ρυθμό. Όταν ανεβαίνετε τρέχοντας τις σκάλες, εργάζεστε πολύ πιο γρήγορα. Ενώ ανεβαίνετε τρέχοντας τις σκάλες, έχετε μεγαλύτερη ισχύ από ό,τι όταν ανεβαίνετε με τα πόδια τις σκάλες.

Αν το έργο που χρειάζεται για να ανέβετε τις σκάλες είναι 1000 τζάουλ, τότε μπορούμε να υπολογίσουμε την ισχύ και στις δύο περιπτώσεις P ₁ (τρέχει) και P ₂ (περπατώντας):

Ισχύς = W/t

P ₁ = 1000 J ÷ 5 s

P ₁ = 200 W

P ₂ = 1000 J ÷ 40 s

P ₂ = 25 W

Μπορείτε να δείτε ότι η ισχύς ήταν πολύ υψηλότερη κατά το τρέξιμο των σκαλοπατιών από ό,τι κατά το περπάτημα.

Πώς να μετρήσετε την ισχύ

Η τυπική μονάδα μέτρησης της ισχύος είναι το Watt. Από την παραπάνω εξίσωση βλέπουμε ότι η ισχύς είναι έργο ÷ χρόνος. Η μονάδα για το έργο είναι το joule (J), οπότε ένα Watt είναι το ίδιο με ένα joule/δευτερόλεπτο ή J/s.

Μια άλλη κοινή μονάδα ισχύος που χρησιμοποιείται για κινητήρες αυτοκινήτων και μηχανές είναι η ιπποδύναμη. Μια ιπποδύναμη ισοδυναμεί περίπου με 745,7 Watt.

Ισχύς και Δύναμη

Η ισχύς μπορεί επίσης να υπολογιστεί από τη δύναμη και την ταχύτητα ενός αντικειμένου χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:

ισχύς = δύναμη * ταχύτητα

Ηλεκτρική ισχύς

Όταν υπολογίζουμε την ηλεκτρική ισχύ, χρησιμοποιούμε το ρεύμα και την τάση. Το ρεύμα μετριέται σε αμπέρ (Α) και η τάση μετριέται σε βολτ (V). Σημείωση: Το ρεύμα αναπαρίσταται στις εξισώσεις με ένα "I".

Ισχύς = Ρεύμα * Τάση

P = I * V

Παράδειγμα προβλήματος:

Ποια είναι η ισχύς ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που παράγει 3 αμπέρ στα 10 βολτ;

P = I * V

P = 3Α * 10V

P = 30 Watt

Ενδιαφέροντα γεγονότα για την εξουσία

• Οι εκρήξεις μπορεί να μην απελευθερώνουν πάντα πολλή ενέργεια, αλλά επειδή απελευθερώνουν ενέργεια σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, μπορούν να είναι πολύ ισχυρές.
• Ο λογαριασμός "ρεύματος" που λαμβάνουμε με το ταχυδρομείο χρεώνεται συνήθως σε κιλοβατώρες. Πρόκειται για την ισχύ με την πάροδο του χρόνου, η οποία στην πραγματικότητα είναι μια μέτρηση της ενέργειας που χρησιμοποιείται και όχι της ισχύος.
• Η ισχύς που ασκούν οι πύραυλοι του διαστημικού λεωφορείου κατά την απογείωση είναι περίπου 12 δισεκατομμύρια βατ.
• Μια ιπποδύναμη ισούται με τη δύναμη που χρειάζεται για να σηκώσει κάποιος 550 κιλά σε ένα πόδι σε ένα δευτερόλεπτο.

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Περισσότερα θέματα Φυσικής σχετικά με την κίνηση, το έργο και την ενέργεια

Σκάλες και διανύσματα

Διανυσματικά μαθηματικά

Μάζα και βάρος

Δύναμη

Ταχύτητα και ταχύτητα

Επιτάχυνση

Βαρύτητα

Τριβή

Νόμοι της κίνησης

Απλές μηχανές

Γλωσσάριο όρων κίνησης

Εργασία και ενέργεια

Ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Δυνητική ενέργεια

Εργασία

Ισχύς

Ορμή και συγκρούσεις

Πίεση

Θερμότητα

Θερμοκρασία

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά