Vi forklarer hva kraft er i fysikk, hvilke typer som finnes og ulike eksempler. Også formlene for å beregne det.
Hva er kraft i fysikk?
I fysikk er kraften (representert med symbolet P) er et spesifisert beløp på jobb effektuert på noen måte i en enhet av vær fast bestemt. Med andre ord er det mengden arbeid per tidsenhet som et objekt eller system produserer.
Effekt måles i watt (W), en enhet som hyller den skotske oppfinneren James Watt og tilsvarer én joule (J) arbeid utført av sekund (s), det vil si:
W = J/s
I det angelsaksiske målesystemet er denne enheten erstattet av hestene til makt (hk).
Evnen til å forstå og måle kraft nøyaktig var en avgjørende faktor i utviklingen av de første dampmotorene, en enhet som Industrielle revolusjon. Nå for tiden er det derimot vanligvis forbundet med elektrisitet og en annen type energiske ressurser moderne, som du også kan angi mengden av Energi overført.
Strømtyper
Det finnes følgende typer strøm:
- Mekanisk kraft Det som er avledet fra påføring av en kraft på et stivt stoff, eller et deformerbart stoff.
- Elektrisk energi. I stedet for arbeid refererer det til mengden energi som overføres per tidsenhet i en system eller krets.
- Varmekraft. Refererer til mengden av varme at en kropp frigjør miljø per tidsenhet.
- Lydkraft. Det forstås som mengden energi som en lydbølge transporterer per tidsenhet gjennom en gitt overflate.
Maktformler
Kraften beregnes i generelle termer i henhold til følgende formel:
P = ΔE / Δt
ΔE representerer endringen i energi eller endringen i arbeid.
Δt representerer tiden målt i sekunder.
Imidlertid uttrykkes hver type styrke gjennom sin egen formulering, for eksempel:
- Mekanisk kraft P (t) = F.v, men hvis det er en rotasjon av det faste stoffet og de påførte kreftene endrer dets vinkelhastighet, vil vi bruke P (t) = F.v + M.ω i stedet. F og M vil være henholdsvis den resulterende kraften og det resulterende momentet; mens V og ω vil være hastigheten til punktet som resultanten ble beregnet over, og vinkelhastigheten til kroppen.
- Elektrisk energi. P(t) = I(t). V (t), hvor I er den flytende strømmen, målt i ampere, og V er potensialforskjellen (fallet i Spenning) målt i volt. I tilfelle av en utholdenhet I stedet for en leder av elektrisitet, vil formelen som skal brukes være P = I2R = V2 / R, hvor R er motstanden til materialet, målt i ohm.
- Varmekraft. P = E / t, hvor E er den tilførte varmeenergien, målt i joule (J). Legg merke til hvordan dette er likegyldig til varmegrader.
- Lydkraft. PS = ʃEr dS, hvor Jegs er lydintensiteten og dS elementet som nås av bølge.
Eksempler på makt
- Kraft til å flytte en masse
Vi ønsker å heve 100 kg byggematerialer til syvende etasje i en bygning under bygging, det vil si ca. 20 meter fra til vanlig. Vi ønsker å gjøre det med en kran og på 4 sekunder, så vi må finne ut den nødvendige kraften til det samme.
For å bruke formelen P = w / t, må vi først beregne arbeidet utført av kranen.
Til det bruker vi formelen W = F. d. cos a = 100 x 9,8 x 20 x 1 = 19 600 N. Da: P = 19 600 N / 4 s, det vil si at kraften til kranen må være 4900 W.
- Strøm som sprer en motstand
Vi må beregne mengden kraft som en elektrisk motstand på 10 ohm forsvinner når vi krysser den med en strøm 10 ampere. I dette tilfellet bruker vi formelen P = R x I2, som følger: P = 10 x 102, noe som resulterer i en tapt effekt på 1000 watt.