Фізика. 7 клас. Максимович

§ 31. Потужність

Уявіть собі, що у прокат нарешті вийшов довгоочікуваний фільм, який можна подивитися в кінотеатрі, що розташований на третьому поверсі торгово-розважального центру. Біля сходової клітки — ліфт. Ви вагаєтеся: чекати на ліфт, який на верхньому поверсі чи підніматися сходами? Що оберете? Чому?

Дізнаймося про...

потужність;
епоху «кінських сил».

1. Потужність

Якщо у кінотеатр підніматися сходами, то ми затратимо більше часу і втомимося. Якщо скористатися ліфтом, то це відбудеться значно швидше і без затрат наших зусиль. Чому? Ліфт і ми виконаємо ту саму роботу, але за різний час. Тому можна сказати, що потужність ліфта більша за потужність людини.

Потужність — це фізична величина, що характеризує швидкість виконання механічної роботи.

Потужність чисельно дорівнює відношенню роботи до часу, за який її було виконано:

Потужність позначають символом N і розраховують за формулою:

Одиницею вимірювання потужності в системі СІ є ват (Вт), на честь англійського вченого Джеймса Ватта. Це потужність, за якої робота 1 Дж буде виконана за 1 с.

Також використовують й інші кратні одиниці вимірювання: кВт, МВт.

1 кВт = 1000 Вт

1 МВт = 1 000 000 Вт

Знаючи потужність і час, можна обчислити роботу:

A = Nt.

2. Залежність потужності від сили тяги та швидкості руху

Пригадаємо, що під час прямолінійного рівномірного руху швидкість тіла обчислюють за формулою:

а механічну роботу — за формулою:

A = FS.

N = Fv.

3. Епоха «кінських сил»

Англійський винахідник Джеймс Ватт (за легендою) спостерігав на вугільній копальні за роботою коней, які витягували за допомогою простих механізмів кошики з вугіллям масою 150 кг з глибини 30 м за 1 хв. Зрозуміло, що вони розвивали певну потужність для виконання цієї роботи. Її Ватт прийняв за одну кінську силу (horse power, позначають її HP або hp) і вперше використав для визначення потужності створеного ним у 1784 році універсального парового двигуна.

Золоте століття для «конячок» Ватта закінчилося в жовтні 1960 року, коли на XI Генеральній конференції з мір та ваг була прийнята єдина Міжнародна система одиниць СІ. У цій системі потужність вимірюють у Вт. Одна кінська сила ≈ 735,5 Вт.

Цю одиницю вимірювання застосовують і сьогодні для характеристики потужності двигунів транспортних засобів.

Наведемо приклади марок автомобілів, які досягають рекордних швидкостей завдяки обтічній формі та великій потужності двигунів (табл. 31.1).

Таблиця 31.1

Марка автомобіля	Країна-виробник	Потужність двигуна, к. с.	Максимальна швидкість, км/год
Hennessey Venom F5	США	1842	484
Bugatti Chiron Super Sport 300+	Франція	1600	482,8
Koenigsegg Agera RS	Швеція	1360	445
SSC Tuatara	США	1350	443
Hennessey Venom GT	США	1451	435

Поміркуйте і дайте відповідь

Шкільний автобус «Богдан A092S2» має потужність двигуна 129 к. с. Виразіть її в одиницях системи СІ.

4. Приклад розв’язування задачі

Задача. Двигун автобуса MAN D26 розвиває на дорозі потужність 375,1 кВт. Визначте, яку роботу він виконує при перевезенні пасажирів протягом 2 год. Відповідь запишіть у МДж.

Запам’ятайте

Потужність — це фізична величина, що характеризує швидкість виконання механічної роботи.

Перевірте себе

1. У цеху промислового підприємства працюють три машини, двигуни яких розвивають потужності: перший — 25 кВт, другий — 25 000 Вт, третій — 0,025 МВт. Порівнявши ці потужності, можемо стверджувати, що:

А) найбільшу потужність має двигун першої машини;

Б) найбільшу потужність має двигун другої машини;

В) найбільшу потужність має двигун третьої машини;

Г) потужності усіх двигунів однакові.

2. Дізнайтеся у знайомого автовласника інформацію про те, яку потужність розвиває двигун його автомобіля. Розрахуйте роботу, яку може виконати цей двигун за 1 с, 1 хв, 1 год.

3. Кран піднімає залізобетонну плиту масою 1 т на висоту 20 м за 20 с. Яку потужність він розвиває?

Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)