Definiera makt i fysik

Kraft är den hastighet som arbetet utförs eller energi överförs i en tidsenhet. Kraften ökas om arbetet utförs snabbare eller energi överförs på kortare tid.

Beräkningskraft

Ekvationen för effekt är P = W / t

• P står för effekt (i watt)
• W står för mängden arbete (i Joules) eller energiförbrukat (i Joules)
• t står för tiden (i sekunder)

I kalkyltermer är makt derivatet av arbete med avseende på tid. Om arbetet utförs snabbare är kraften högre. Om arbetet görs långsammare är kraften mindre.

Eftersom arbete är kraft gånger förskjutning (W = F * d), och hastighet är förskjutning över tiden (v = d / t), är effekten lika med kraften gånger hastighet: P = F * v. Mer kraft syns när systemet är både starkt i kraft och snabbt i hastighet.

Enheter av makt

Kraft mäts i energi (joule) dividerat med tiden. SI-kraftenheten är watt (W) eller joule per sekund (J / s). Kraft är en skalmängd, den har ingen riktning.

Hästkrafter används ofta för att beskriva kraften som levereras av en maskin. Hästkrafter är en kraftenhet i det brittiska mätsystemet. Det är den kraft som krävs för att lyfta 550 pund med en fot på en sekund och är cirka 746 watt.

Watten ses ofta i förhållande till glödlampor. I denna effektklassificering är det hastigheten som lampan omvandlar elektrisk energi till ljus och värme. En glödlampa med högre effekt kommer att använda mer el per tidsenhet.

Om du känner till kraften i ett system kan du hitta mängden arbete som kommer att produceras, som W = Pt. Om en glödlampa har en effektbetyg på 50 watt kommer den att producera 50 joule per sekund. På en timme (3600 sekunder) kommer den att producera 180 000 joule.

Arbete och kraft

När du går en mil förskjuter din motivkraft din kropp, som mäts när arbetet görs. När du kör samma mil gör du samma mängd arbete men på kortare tid. Löparen har ett högre effektvärde än vandraren och sätter ut mer watt. En bil med 80 hästkrafter kan producera snabbare acceleration än en bil med 40 hästkrafter. I slutändan går båda bilarna 60 mil per timme, men 80-hk-motorn kan nå den hastigheten snabbare.

I loppet mellan sköldpaddan och haren hade hare mer kraft och accelererade snabbare, men sköldpaddan gjorde samma arbete och täckte samma avstånd på mycket längre tid. Sköldpaddan visade mindre kraft.

Genomsnittlig kraft

När man diskuterar makt hänvisar människor vanligtvis till medelkraft, P_avg. Det är mängden arbete som utförts under en tidsperiod (ΔW / Δt) eller mängden energi som överförts under en tidsperiod (ΔE / Δt).

Omedelbar kraft

Vad är kraften vid en viss tidpunkt? När tidsenheten närmar sig noll, behövs en beräkning för att härleda ett svar, men det är ungefärligt av kraft gånger hastighet.