Қуатты ат күші немесе ваттпен қалай есептеу керек, бұл терминдер нені білдіреді және бұл терминдер неге маңызды.
Қадам
Қадам 1. Негізгі мәліметтерді қарастырыңыз
Күш сөзі жұмысты орындау үшін уақыт аралығы ретінде анықталады. Бұл арада жұмыс инертті затты жылжытуда немесе кедергіге немесе басқа кедергіге қарсы тұруда және қашықтықты жүріп өтуде қолданылатын күштің қаншалықты тиімді екенін өлшеуге арналған ескі термин.
- Мұндағы мәселе мынада: «жұмыс» жасау үшін күш қашықтықты жүріп өтуі керек. Мысалы, егер 300 Н күші бар винт кемені 80 м суда жылжытса, онда атқарылған жұмыс FORCE x DISTANCE = 300 x 80 = 24,000 «Nm/Joule» --- демек, винт деп айтуға болады винт 24000 Джоуль жұмыс жасады.
- Кемені сол қашықтыққа жылжыту үшін қажет уақытты қарастырыңыз. Кеме бұл қашықтықты секундына 20 м (м/с) жылдамдықпен жүріп келе жатыр делік. 80 м қашықтықты өту үшін кемеге 80/20 = 4 секунд қажет. Сонымен, кеме винті 4 секундта 24000 Джоуль жұмыс жасайды, сондықтан қуат секундына 24000/4 = 6000 Джоуль жылдамдығында қолданылады (Дж/с).
-
Уақыттың тарихи астарын біліңіз. Бұрынғы күндері бензин қозғалтқыштары мен бу қуаты алғашқы пойыздар мен кемелерді қуаттандыру үшін қолданылған (винтті қолданатын бірінші кеме HMS Britain болды, оның алғашқы саяхаты 1846 жылы болған және жел диірменіне ұқсайтын 6 жүзі бар бір винтті қолданған.), жылқылар өте қиын және әр түрлі жұмыс жасайды. Адамдар жылқының қанша күш жұмсайтынын өлшейді және уақытты есептейді. Бірқатар сынақтардың орташа мәнін іздегеннен кейін, олар 746 Дж/с -ты сау жылқы жұмысының стандартты жылдамдығы деп шешті. Кейінірек бұл стандарт «ат күші» деп аталды. Бір ат күшіне секундына 746 джоуль. Бұл бүгінгі күні де дұрыс.
746 X 60 = 44760 Джоуль минутына, бұл тең: бір а.к
- Тағы бір әмбебап қуат бірлігі, қазір әдетте электронды және электрлік жабдықтармен шектелген және MKS (метр-килограмм/секунд/секунд) метрикалық жүйесіне негізделген-бұл «ватт». Егер бір Ньютон күші бір метр қашықтықты жүріп өтсе, онда бір джоуль жұмыс жасалды; егер күш бұл жұмысты бір джоуль жасауға бір секунд қажет болса, онда энергия шығыны - бір ватт. Демек, бір ватт - секундына бір джоуль.
Қадам 2. Қазіргі уақытта мұқтаж саланы қарастырыңыз
Өнеркәсіпте көп жағдайда біз айналмалы машиналармен жұмыс жасаймыз, 160000 шаршы метр жерге тырмамен жыртатын ат сияқты тікелей қозғалыссыз. Сонымен, біз электр қозғалтқыштары, бу қозғалтқыштары, турбиналар, дизельдер және т.
- Момент - бұл кейбір осьтерде объектінің бағытын өзгертуге немесе айналдыруға немесе айналу қозғалысын беруге бейімділіктің өлшемі. Егер сіз бес метрлік рычагтың тұтқасын 20 Ньютон күшімен бассаңыз, сіз 5 X 20 = Ньютон-момент моментін қолданасыз.
- Міне, қиындық осында және шатасуға әкелуі мүмкін. Түзу сызықты жұмысты есептеу үшін күшті ығысуға көбейту керек. Тағы да, сіз күшті орын ауыстыру сияқты бірлікке көбейтіп жатырсыз, бірақ бұл жағдайда орын ауыстыру - «рычаг» және сіз айналдыру моментін шығарсаңыз да, егер бірдеңе айналмаса, қозғалыс болмайды, демек, жұмыс болмайды.
- Жұмыс пен крутящий, олар бір өлшем бірлігінде өлшенетіндей болып көрінгенімен, іс жүзінде мүлде өзгеше. Момент нақты айналуды жасамай тұрып, ешқандай жұмыс жасалмайды, сондықтан ешқандай қуат пайдаланылмайды.
- Жұмыс Джоульде (J) өлшенеді, ал момент Ньютонда өлшенеді (Нм).
Қадам 3. Егер қандай да бір қозғалыс немесе айналмалы «орын ауыстыру» болса, жұмысты өлшеңіз
Тетік осьпен аяқталатын тірек нүктесінде мықтап бекітілген делік және сіздің қолыңыз бұрынғыдай 20 Н күш қолданып, бес метрлік рычагпен көрсетілген шеңбер бойымен екі метр қашықтықты жүріп өтеді, содан кейін жұмыс орындалады. жоғарыдағы түзу сызықтың күші, 20 -ге тең ауыстыру немесе 20 Х 2 = 40 Ньютон метр. Сіз бір мезгілде бұл санды ұзындығы 5 метрлік рычагқа немесе «тұтқаға» бөліп отырсыз делік. Әлбетте, бұл нәтижені өзгертпейді, сондықтан сіз жаза аласыз:
- Жұмыс = 5 X 20 X 2/5 және нәтиже бұрынғыдай 40 Джоуль, бірақ 5 X 20 одан жоғары ма? Сіз оның момент екенін көрдіңіз.
- «2/5» дегеніміз не? Тұтқаға бөлінген 2 метрлік сызықтық ығысу осьті радиандық деп аталатын бұрыштық бірлікпен қанша қашықтыққа бұрғаныңызды көрсетеді. Физикада және машина жасауда әмбебап қолданылатын радиан шеңбердің екі радиусы арасындағы бұрыш ретінде анықталады, осылайша екі радиусы қиылысатын шеңбердің шеңберіндегі нүктелер шеңбердің радиустарының ұзындығымен бөлінеді. Бұл есептеу 57 градусқа өте жақын немесе шеңбердің ортасында шеңбердің радиусына тең доғаның көмегімен пайда болған бұрыш.
-
Айналмалы жылжымалы (тета) радиандар шығаратын крутящий жұмыс, моментке (L) тең деп айтуға болады.
- айналу жылжуының уақыты немесе
- жұмыс = L X тета джоульде
Қадам 4. Назар аударыңыз, сізді қозғалтқыш пен қозғалтқыштың айналуындағы ат күші, яғни айналмалы жұмысты орындау уақыты көбірек қызықтырады
- айналу қуаты = момент X бұрыштық ығысу (радиан)/уақыт (секунд)
-
Физикада бұрыштық жылдамдық секундына радианмен жазылады, бірақ сіз көрген кез келген қозғалтқыш немесе ұшақ немесе кеме қозғалтқышы әрқашан айналу жиілігімен өлшенеді (минутына революция), сондықтан оны өзгертуге тура келеді.
- Минутына бір айналым (айн/мин) = 60 айналым/секунд = 60 айн/мин, бірақ секундына бір айналым = 2 X pi радиан секундына
- Осылайша, айналдыру аппаратының секундына Джоульдегі күші, L моментін шығарады және S айн / мин жылдамдықта айналады,
- Қуат = S/60 X (2 pi) X L д/с және бұрын жазылғандай, оны ат күшіне айналдыру үшін 746 -ға немесе
- Қозғалтқыштың күші = (2 пи) /44,760 X L X S, мұнда L - Ньютон метрінде өлшенетін момент (әдетте Пронды тежегішпен) және S - айналу жылдамдығы, оны есептегішпен, стробоскоппен, лазермен және т.б.мен өлшеуге болады. Осылайша, автокөлік пен мотоцикл қозғалтқыштарының жұмыс қисықтарын айналу моментіне қарсы айналу моментінің графигі түрінде бейнелеуге болады. және қуаты (а.к.) қозғалтқыштың айналу жылдамдығымен салыстырғанда және автокөлік техникалары оның оңтайлы өнімділігін осы диаграммалардан көре алады.
