Фізика. 7 клас. Шут

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 38. Потужність

Величина виконаної роботи та час, за який вона була виконана (темп виконання), визначають ефективність праці людини та виробничість будь-якої машини

Для характеристики виконаної роботи важливою є не лише величина роботи, а й темп її виконання. Однакова механічна робота може бути виконана за різний час. Скажімо, потрібно підняти на п'ятий поверх лантух зерна. За допомогою ліфта цю роботу можна виконати за кілька секунд. Людина, згинаючись від такої ноші, зійде сходинками за кілька хвилин. Багатолемішний трактор впорає гектар землі за 40—50 хв, а для виконання цієї самої роботи з використанням коня не вистачить і робочого дня.

Отже, важливо знати не лише величину роботи, а й темп (швидкість) її виконання.

1. Потужність — фізична величина. Для характеристики швидкості виконання роботи користуються такою величиною, як потужність. Потужність позначається літерою Ν.

Потужність — це фізична величина, яка дорівнює відношенню роботи до часу, протягом якого 'її було виконано.

Потужність обчислюють за формулою:

де N — потужність, А — робота, t — час виконання роботи.

2. Одиниці потужності. Одиницею потужності в СІ є ватт (1 Вт), названий на честь англійського фізика й інженера Джеймса Уатта (1736-1819).

Джеймс Уатт (1736-1819).

1 Вт — це потужність, при якій за 1 с виконується робота в 1 Дж.

Наведемо значення потужностей деяких механізмів:

  • мотоцикл «Харлей Девідсон» — 51 кВт (70 к.с.);
  • зерноприбиральний комбайн — 245 кВт (330 к.с.);
  • літак АН-225 «Мрія» (найважчий у світі літак, розроблений ОКБ імені О.К. Антонова і побудований на Київському механічному заводі) — 320 000 кВт (435 000 к.с.).

3. Приклади обчислення потужності і роботи.

Приклад 1. Визначити потужність потоку води, якщо за хвилину через греблю електростанції протікає 120 м3 води, а висота падіння води становить 25 м.

На практиці використовують кратні й дольні одиниці потужності: кіловат (кВт), мегават (МВт), міліват (мВт):

1 кВт = 1000 Вт = 103 Вт;

1 МВт = 1 000 000 Вт = 106 Вт;

1 мВт = 0,001 Вт = 10-3 Вт.

Дотепер використовується старовинна позасистемна одиниця потужності — «кінська сила» (скорочено 1 к.с.):

1 к.с. ≈ 735,5 Вт.

Приклад 2. Яку роботу виконує двигун потужністю 100 кВт за 30 хв?

Подумайте і дайте відповідь

  • 1. Наведіть приклади, коли одна й та сама робота виконується протягом різного часу.
  • 2. Доведіть, що потужність є фізичною величиною.
  • 3. За якою формулою обчислюють потужність?
  • 4. Яка одиниця потужності в СІ? Назвіть кратні й дольні одиниці потужності.
  • 5. Як визначити виконану роботу, якщо відомі потужність і час виконання роботи?
  • 6. Скористайтеся мережею Інтернет і наведіть приклади потужностей різних механізмів.

Розв’яжіть задачі та оцініть результати

Вправа 38.

  • 1. При підніманні санчат на гору виконано роботу 800 Дж за 16 с. Обчисліть потужність, яку було розвинуто при переміщенні санчат.
  • 2. Потужність двигуна кімнатного вентилятора 35 Вт. Яку роботу він виконує за 10 хв?
  • 3. Штангіст піднімає штангу масою 200 кг на висоту 2 м за 0,4 с. Яку потужність при цьому розвиває спортсмен?