Natuurkunde voor kinderen

Vermogen

Het woord "macht" wordt vaak gebruikt om iemand met gezag te beschrijven, zoals een koning of een dictator. Het wordt ook gebruikt om iemand of iets te beschrijven dat heel sterk is, zoals een honkbalspeler die homeruns slaat. In de natuurkunde wordt macht gebruikt om de snelheid te beschrijven waarmee energie wordt gebruikt. Met andere woorden, het is een meting van hoe snel je energie gebruikt.

De vergelijking die kracht beschrijft is:

Vermogen = arbeid ÷ tijd

of

P = W/t

Een voorbeeld

Of je nu in 5 seconden een trap op rent of in 40 seconden langzaam dezelfde trap op loopt, je verricht dezelfde hoeveelheid werk. Je doet het echter in een ander tempo. Als je de trap op rent, werk je veel sneller. Terwijl je de trap op rent, heb je een hoger vermogen dan wanneer je de trap oploopt.

Als het werk dat je nodig hebt om de trap op te lopen 1000 joule is, dan kunnen we het vermogen in beide gevallen berekenen P ₁ (lopend) en P ₂ (wandelen):

Vermogen = W/t

P ₁ = 1000 J ÷ 5 s

P ₁ = 200 W

P ₂ = 1000 J ÷ 40 s

P ₂ = 25 W

U ziet dat het vermogen veel hoger was tijdens het lopen van de trap dan tijdens het lopen.

Hoe het vermogen te meten

De standaardeenheid voor het meten van vermogen is de Watt. Uit bovenstaande vergelijking blijkt dat vermogen gelijk is aan arbeid ÷ tijd. De eenheid voor arbeid is de joule (J), dus een Watt is hetzelfde als een joule/seconde of J/s.

Een andere gebruikelijke eenheid voor vermogen die wordt gebruikt voor automotoren en machines is paardenkracht. Eén paardenkracht komt ongeveer overeen met 745,7 watt.

Macht en kracht

Vermogen kan ook worden berekend uit de kracht en de snelheid van een voorwerp met behulp van de volgende vergelijking:

vermogen = kracht * snelheid

Elektrisch vermogen

Bij het berekenen van het elektrisch vermogen gebruiken we de stroom en de spanning. De stroom wordt gemeten in ampère (A) en de spanning in volt (V). Opmerking: De stroom wordt in vergelijkingen weergegeven met een "I".

Vermogen = Stroom * Spanning

P = I * V

Voorbeeld probleem:

Wat is het vermogen van een elektrisch circuit dat 3 ampère genereert bij 10 volt?

P = I * V

P = 3A * 10V

P = 30 Watt

Interessante feiten over macht

• Bij explosies komt misschien niet altijd veel energie vrij, maar omdat ze in een zeer korte periode energie afgeven, kunnen ze toch zeer krachtig zijn.
• De "stroom"-rekening die we in de post krijgen, wordt meestal in kilowattuur gefactureerd. Dit is vermogen in de tijd, wat eigenlijk een meting is van gebruikte energie en niet van vermogen.
• De kracht die de Space Shuttle raketten bij het opstijgen uitoefenen is ongeveer 12 miljard watt.
• Eén pk is gelijk aan de kracht die nodig is om 550 pond in één seconde een voet omhoog te tillen.

Doe een quiz van tien vragen over deze pagina.

Meer natuurkundevakken over beweging, arbeid en energie

Littekens en Vectoren

Vector Wiskunde

Massa en gewicht

Kracht

Snelheid en snelheid

Versnelling

Zwaartekracht

Wrijving

Bewegingswetten

Eenvoudige Machines

Woordenlijst van bewegingstermen

Werk en energie

Energie

Kinetische energie

Potentiële energie

Werk

Vermogen

Momentum en botsingen

Druk

Warmte

Temperatuur

Wetenschap>> Natuurkunde voor kinderen