הגדרת כוח בפיזיקה

כוח הוא הקצב בו עבודה נעשה או אנרגיה מועבר ביחידת זמן. הכוח מוגבר אם העבודה מתבצעת מהר יותר או אנרגיה מועברת בפחות זמן.

המשוואה לעוצמה היא P = W / t

• P מייצג כוח (בוואט)
• W מייצג את כמות העבודה שנעשתה (בג'אול) או שהוצא אנרגיה (בג'אול)
• t מייצג את משך הזמן (בשניות)

במונחי חשבון, כוח הוא נגזרת של עבודה ביחס לזמן. אם העבודה מתבצעת מהר יותר, הכוח גבוה יותר. אם העבודה נעשית לאט יותר, הכוח קטן יותר.

מכיוון שעבודה היא כוח תזוזה פעמים (W = F * d), ו מהירות הוא תזוזה לאורך זמן (v = d / t), כוח שווה כוח פעמים מהירויות: P = F * v. כוח נוסף נראה כאשר המערכת חזקה בכוח ומהירה במהירות.

הכוח נמדד באנרגיה (ג'ול) מחולק לפי זמן. יחידת הכוח SI היא הוואט (W) או ג'אול בשנייה (J / s). כוח הוא כמות סקלרית, אין לו כיוון.

כוח סוס משמש לרוב לתיאור הכוח שמספקת מכונה. כוח סוס היא יחידת כוח במערכת המדידה הבריטית. זה הכוח הנדרש כדי להרים 550 פאונד ברגל אחת בשנייה והיא עומדת על 746 וואט.

ואט נראה לעתים קרובות ביחס ל נורה. בדירוג הספק זה זהו הקצב בו הנורה ממירה אנרגיה חשמלית לאור וחום. נורה עם הספק גבוה יותר תשתמש יותר בחשמל ליחידת זמן.

אם אתה יודע מה כוחה של מערכת, אתה יכול למצוא את כמות העבודה שתופק, כ- W = Pt. אם לנורה יש דירוג הספק של 50 וואט, היא תייצר 50 ג'ול לשנייה. תוך שעה (3600 שניות) היא תייצר 180,000 ג'ול.

כשאתה צועד קילומטר, כוח המניע שלך מעתיק את גופך, שנמדד בזמן העבודה. כשאתה רץ את אותה מייל, אתה עושה את אותה כמות עבודה אבל בפחות זמן. לרץ יש דירוג הספק גבוה יותר מההליכון, ומכניס יותר וואט. מכונית עם 80 כוחות סוס יכולה לייצר תאוצה מהירה יותר ממכונית עם 40 כוחות סוס. בסופו של דבר שתי המכוניות עוברות 60 מיילים לשעה, אך המנוע של 80 כ"ס יכול להגיע למהירות זו במהירות רבה יותר.

במירוץ בין הצב לארנבת, לארנבת היה כוח רב יותר והוא האיץ מהר יותר, אך הצב עשה את אותה העבודה וכיסה את אותו המרחק בזמן הרבה יותר ארוך. הצב הראה פחות כוח.

כאשר דנים בכוח, אנשים בדרך כלל מתייחסים לכוח ממוצע, P_ממוצע. זו כמות העבודה שנעשתה בפרק זמן (ΔW / Δt) או כמות האנרגיה המועברת בפרק זמן (ΔE / Δt).

מה הכוח בזמן מסוים? כאשר יחידת הזמן מתקרבת לאפס, חשבון נדרש כדי לגזור תשובה, אך זה משוער על ידי כוח פעמים מהירות.