Cosa sono la forza e il potere? In che cosa viene misurato questo indicatore, quali dispositivi vengono utilizzati in questo caso e come vengono utilizzate nella pratica le quantità fisiche nominate, considereremo più avanti nell'articolo.
Nel mondo iniziano tutti i corpi di natura fisicamovimento con la forza. Sotto la sua influenza, con una direzione di passaggio o opposta del movimento del corpo, il lavoro viene eseguito. Quindi, una forza viene esercitata sul corpo.
Quindi, la bici inizia a muoversi grazie alla forzagambe di una persona e la forza di trazione di una locomotiva elettrica agisce sul treno. Un effetto simile si verifica con qualsiasi movimento. Il lavoro di forza è il valore in cui si moltiplicano il modulo della forza, il modulo di movimento del punto della sua applicazione e il coseno dell'angolo tra i vettori di questi indicatori. La formula in questo caso è la seguente:
A = F s cos (F, s)
Se l'angolo tra questi vettori non è zero, allorail lavoro è sempre fatto. Inoltre, può avere valori sia positivi che negativi. Nessuna forza agirà sul corpo con un angolo di 90 °.
Si consideri, ad esempio, un carrello trainatoforza muscolare del cavallo. In altre parole, il lavoro viene svolto dalla trazione nella direzione di movimento del carrello. Ma la forza di gravità, diretta verso il basso o perpendicolarmente, non fa il lavoro (a proposito, la potenza è ciò in cui viene misurata la potenza del motore).
Il lavoro della forza è una quantità scalare e si misura in joule. Potrebbe essere:
Come viene misurata questa quantità?Per prima cosa, diamo un'occhiata a cosa è. È chiaro che il corpo inizia a muoversi a causa della forza che esegue il lavoro meccanico. Tuttavia, in pratica, oltre a questo, è necessario sapere esattamente come è fatto.
Il lavoro può essere completato in tempi diversi.Ad esempio, un piccolo motore o un grande motore elettrico possono eseguire la stessa azione. L'unica domanda è quanto tempo ci vorrà per produrlo. La quantità responsabile di tale compito è il potere. In ciò che viene misurato, diventa chiaro dalla definizione: questo è il rapporto tra il lavoro per un tempo specifico e il suo valore:
N = A / ∆t.
Per azioni logiche, arriviamo alla seguente formula:
N = F v,
cioè, il prodotto dei vettori di forza per la velocità di movimento è la potenza. Come viene misurata? Secondo il sistema SI internazionale, l'unità di misura di questo valore è 1 Watt.
Watt significa potenza, dove in un secondoil lavoro viene svolto in un joule. L'ultima unità prese il nome dall'inglese J. Watt, che inventò e costruì il primo motore a vapore. Ma allo stesso tempo ha usato un valore diverso: la potenza del cavallo, che è ancora usata oggi. Una potenza è di circa 735,5 watt.
Pertanto, oltre a Watt, viene misurata la potenzapotenza metrica. E con un valore piccolissimo si usa anche Erg, pari a dieci alla meno settima potenza di Watt. È anche possibile misurare in un'unità di massa / forza / metri al secondo, che è pari a 9,81 watt.
Il valore denominato è uno dei più importantiin qualsiasi motore, che può essere di potenza molto diversa. Ad esempio, un rasoio elettrico ha centesimi di kilowatt e il razzo di un'astronave ne ha milioni.
Un carico diverso richiede una potenza diversaper mantenere una certa velocità. Ad esempio, un'auto diventerà più pesante se ci metti più carico. Quindi la forza di attrito sulla strada aumenterà. Pertanto, per mantenere la stessa velocità dello stato senza carico, è necessaria più potenza. Di conseguenza, il motore consumerà più carburante. Questo fatto è noto a tutti i conducenti.
Ma ad alta velocità, anche l'inerzia della macchina è importante,che è direttamente proporzionale alla sua massa. I conducenti esperti che sono consapevoli di questo fatto trovano la migliore combinazione di carburante e velocità durante la guida, in modo da consumare meno benzina.
Come viene misurata la potenza attuale? Nella stessa unità SI. Può essere misurato direttamente o indirettamente.
Il primo metodo è implementato utilizzando un wattmetro,consumando energia significativa e caricando pesantemente la fonte attuale. Con il suo aiuto, viene misurato da dieci watt o più. Un metodo indiretto viene utilizzato quando sono richiesti valori piccoli. Gli strumenti per questo sono un amperometro e un voltmetro collegati al consumatore. La formula in questo caso sarà simile a questa:
P = U I.
Con una resistenza di carico nota, misuriamo la corrente che scorre attraverso di essa e troviamo la potenza come segue:
P = I2 ∙ Rn.
Con la formula P = I2/ Rn anche la potenza attuale può essere calcolata.
Come si misura in una rete di corrente trifase,inoltre non è un segreto. Per questo, viene utilizzato un dispositivo già familiare: un wattmetro. Inoltre, è possibile risolvere il problema di come misurare la potenza elettrica utilizzando uno, due o anche tre dispositivi. Ad esempio, un'installazione a quattro fili richiederebbe tre dispositivi. E per un tre fili con un carico sbilanciato - due.
