Uitgangsvermoë bereken

Vermogen is `n natuurkundige begrip wat verskillende betekenisse het, afhangende van die konteks en die beskikbare data. Vermogen kan `n maat wees vir hoeveel werk iemand of iets in die loop van die tyd uitgevoer word. In `n tweede konteks kan die vermoë bereken word as `n funksie van die snelheid (hoe snel jy `n gewig in beweging kan kry). Tot slot is elektriese vermoë die produk van spanning en stroom. As jy die konteks kent en jy weet met watter data jy moet begin, dan kan jy die regte formule kies en die vermoë bereken.

Stappen

Metode 1 van 3: Die meganiese vermoë bereken as funksie van arbeid

Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 01
1. Bereken het arbeid. In die mechanica is arbeid die hoeveelheid krag wat nodig is om iets oor `n sekere afstand te plaas. Die formule vir arbeid is:
  • Arbeid=KrachtAfstand{displaystyle {text{Arbeid}}={text{Kracht}}*{text{Afstand}}}{displaystyle {text{Arbeid}}={text{Kracht}}*{text{Afstand}}}
  • Om dit konsep te verstaan, sien ons `n sementblok van 100 kilo. Dit is meer as twee meter verplasing van daardie blok wat twee keer soveel arbeid vereis as dit van dieselfde blok oor `n meter geplaas word. Dit is ook dieselfde hoeveelheid arbeid wat nodig is om `n blok van 200 kilo oor `n halwe meter te plaas.
Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 02
2. Definieer die meganiese krag. Vermogen is die snelheid waarmee die arbeid in die loop van die tyd uitgevoer word. Die basisformule vir die definiëren van vermoë is:
  • Vermogen=ArbeidTyd{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {text{Arbeid}}{text{Tijd}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {text{Arbeid}}{text{Tijd}}}}
  • Denk nog eens aan die 100 kilo wegende sementblok. Die verplasing van daardie blok oor twee meter in 10 sekondes, vereis twee keer soveel krag as die plaas van dieselfde blok oor dieselfde afstand in 20 sekondes. Die sneller plaas van dieselfde voorwerp vereis meer krag.
  • Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 03
    3. Bepaal die eenhede wat jy gebruik vir arbeid en krag. Jy sal werk en krag oor die algemeen vertoon in metriese eenhede, en nie in Imperiale eenheden nie.
  • Die Imperiale eenheid vir arbeid is die `voetpond`. Dit is die produk van die afstand in voet maal die krag in pond. Die eenheid vir krag kom voort uit die deel deur die tyd, in sekondes. Die vermoënseenheid is die `voet-pond per sekonde`. Een meer bekende term is die `pk`, wat bepaal word as 550 foot-pounds per second.
  • 1Paardenkracht=550 voetpondesek.{displaystyle 1{text{Paardenkracht}}=550{frac {text{ voet-pond}}{text{sek.}}}}{displaystyle 1{text{Paardenkracht}}=550{frac {text{ voet-pond}}{text{sek.}}}}
  • Die metriese eenheid vir arbeid is `n joule. `n Joule is gelyk aan een newton-meter, dit is die hoeveelheid arbeid wat nodig is om 1 Newton `n afstand van 1 meter te plaas. As jy werk deur die tyd deelt, kry jy vermoë, gemeten in joule per sekonde. Dit het ook wel `n Watt.
  • 1 Watt=1 Joule Afd.=1 Newton-meter Afd.{displaystyle 1{text{Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sek.}}}=1{frac {text{ Newton-Meter}}{text{ Sek.}}}}{displaystyle 1{text{ Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sec.}}}=1{frac {text{ Newton-meter}}{text{ Afd.}}}}
  • Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 04
    4. Verzamel die beskikbare data. Of jy nou `n natuurkundige probleem in die klas oplos of die daadwerklike vermoë bereken van `n praktykvoorbeeld, moet jy eers sekere inligting versamel. Jy kan die inligting wat jy nodig het vind deur die eenhede te sien.
  • Stel dat jy byvoorbeeld die volgende probleem wil uitreken: `n leerling wat die kin-ups doen, kantel sy liggaam van 60 kilo (600 N) oor `n afstand van 0,5 m in 2 sekondes. Hoeveel krag oefen die leerling uit?
  • Kracht=600 kg{displaystyle {text{Kracht}}=600{text{kg}}}{displaystyle {text{Kracht}}=600{text{kg}}}
  • Afstand=0,5 m{displaystyle {text{Afstand}}=0,5{text{m}}}{displaystyle {text{Afstand}}=0,5{text{m}}}
  • Tyd=2 sek.{displaystyle {text{Tijd}}=2{text{ sek.}}}{displaystyle {text{Tijd}}=2{text{sek.}}}
  • Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 05
    5. Vermenigvuldig die krag met die afstand en deel die produk deur die tyd. Van die nu in die metriese stelsel of in die Imperiale stelsel is, sodra jy die gegewens vir die krag, die afstand en die tyd versamel is, pas jy op die formule om die meganiese vermoë te vind.
  • Vermogen=KrachtAfstandTyd{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {{text{Kracht}}*{text{Afstand}}}{text{Tijd}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {{text{Kracht}}*{text{Afstand}}}{text{Tijd}}}}
  • Vermogen=600 N0,5cm2sek.{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {600{text{ N}}*0,5{text{cm}}}{2{text{sek.}}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {600{text{ N}}*0,5{text{cm}}}{2{text{sek.}}}}}
  • Vermogen=300 N-m2sek.{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {300{text{ N-m}}}{2{text{sek.}}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={frac {300{text{ N-m}}}{2{text{sek.}}}}}
  • Vermogen=150 N-msek.{displaystyle {text{Vermogen}}=150{frac {text{ N-m}}{text{sek.}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}=150{frac {text{ N-m}}{text{sek.}}}}
  • Omdat 1 paardenkracht gelyk is aan 736 N-m (van 736 Watt), is dit ongeveer gelyk aan `n vyfde van `n paardenkracht.
  • Metode 2 van 3: Die meganiese vermoë bereken as funksie van die snelheid

    Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 06
    1. Herskryf die formule vir vermoë. Die oorspronklike formule vir vermoë richt hom op arbeid, as `n krag maal die afstand, gedeeld deur die tyd wat dit kos om die arbeid te doen. `n Ander manier om dieselfde komponente te oorweë is soos volg:
    • Vermogen=KrachtAfstandTyd{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Kracht}}*{frac {text{Afstand}}{text{Tijd}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Kracht}}*{frac {text{Afstand}}{text{Tijd}}}}
    • Deur die terme op hierdie manier te groepeer, moet jy dit herken AfstandTyd{displaystyle {frac {text{Afstand}}{text{Tijd}}}}{displaystyle {frac {text{Afstand}}{text{Tijd}}}} `n ander manier is om snelheid weer te gee. Daarom kon jy tot die gevolgtrekking kom:
    • Vermogen=KrachtSnelheid{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Kracht}}*{text{Snelheid}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Kracht}}*{text{Snelheid}}}
    • Neem `n motor van 1000 kilo. Dit met `n snelheid van 50 km per uur geplaas van die motorkoste twee keer soveel vermoë as `n snelheid van dieselfde motor met `n snelheid van 25 km per uur.
    Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 07
    2. Keer die eenheden om as dit nodig is. Die eenhede van die vermoë word oor die algemeen bereken in Watt (dus Joule/sek. van Newton-meter per sekonde -- van in pk`s van voetponde per sekonde. Bedenk dat 1 pk = 550 ft-lb/sek van 736 N-m. As die situasie van probleemgegewens in verskillende hede aangebied word, moet jy hierdie omrekenen. Enkele van die mees bruikbare gespreksfaktore is:
  • 1 myl = 5280 voet
  • 1 uur = 60 minute = 3600 sekondes
  • 1 kg = 9,8 N (krag)
  • Vir die probleem met die rijdende auto word die data verskaf in mylen, uren en kg. Jy moet 50 myl omzetten in 50*5280=264.000 voet, en uren omzetten in 3600 seconden. Dan kan jy die probleem herformuleer as die berekening van die krag van die vervoer van `n motor van 1000 kg met `n snelheid van 264.000/3.600 = 73,33 voet per sekonde.
  • Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 08
    3. Vermenigvuldig die krag met die snelheid. Wanneer jy data die regte eenhede het, kan jy die vermoë bereken as die produk van die krag maal die snelheid. Vir die motorprobleem word dit:
  • Vermogen=KrachtSnelheid{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Kracht}}*{text{Snelheid}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Kracht}}*{text{Snelheid}}}
  • Vermogen=2000 pond73.33 voetesek{displaystyle {text{Vermogen}}=2000{text{ pond}}*73.33{frac {text{ voete}}{text{sek}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}=2000{text{ pond}}*73.33{frac {text{ voete}}{text{sek}}}}
  • Vermogen=146.660voetpondesek{displaystyle {text{Vermogen}}=146.660{frac {text{voet-pond}}{text{sek}}}}{displaystyle {text{Vermogen}}=146.660{frac {text{voet-pond}}{text{sek}}}}
  • Jy kan dit noteren as die vermoë van die auto, of dit omrekenen na pk se deur te deel deur 550.Vermogen=146.660/550=266.65 Paardenkracht{displaystyle {text{Vermogen}}=146.660/550=266.65{text{ Paardenkracht}}}{displaystyle {text{Vermogen}}=146.660/550=266.65{text{ Paardenkracht}}}
  • Die motor oefen 266,65 pk uit in die vervoer van die motor van 1000 kilo met `n snelheid van 75 km/u.
  • Metode 3 van 3: Die elektriese vermoë bereken

    Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 09
    1. Ontmoet die spanning van die schakeling. Die spanning van `n skakeling is analoog aan die krag wat in `n meganiese beweging uitgeoefen word. Die spanning gee aan hoeveel elektriese vrag deur `n skakeling gelei word. Net soos die plaas van `n swaar blok sement `n groot meganiese krag vereis hoë vereistes om te plaas van `n spanning van `n groot elektriese krag. Spanning word gemeten in eenheden Volt, afgekort V. In vergelyking word die spanning vertoon deur die simbool E.
    • As jy die skema van `n skakeling lees, word die spanning op die skema geskryf. As jy `n werklike skakelbout is, is die krag wat uit die bron van die battery kom. Een enkele 9 volt battery verskaf byvoorbeeld 9 volt aan die skakeling.
    Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 10
    2. Ontmoet die stroom in die skakeling. Die stroom van `n elektriese skakeling is analoog aan die snelheid wat in `n meganiese beweging toegepas word. Die stroom gee aan hoe vinnig die vrag deur die skakeling word gelei. Stroom word gemeten in eenhede die Ampère genoem word, afgekort as Ampère of gewoon A. In berekening word stroom gesimboliseer deur die hoofletter I.
  • Stroom kan direk gemeet word met behulp van `n ampèremeter. As alternatiewelik kan die probleem waar jy mee besig is eenvoudigweg het `n aantal Ampère in die stroombaan aangee.
  • Een voorbeeld: `n stroombaan wat van 4 Ampère gaan, verplaas die lading twee keer so vinnig as `n stroombaan waar `n stroom deur slegs 2 Ampère gaan.
  • Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 11
    3. Definieer elektriese vermoë. Net soos krag in meganiese sin kan bepaal word as die hoeveelheid arbeid wat in die loop van die tyd uitgevoer word, is elektriese krag en `n hoeveelheid arbeid wat in die loop van die tyd uitgevoer word. By elektriese krag is die arbeid wat bereken word volgens die arbeid van die verplasing van elektroniese deur `n elektriese stroombaan. Een stroombaan wat meer elektrone beweeg of vinniger beweeg sal dus meer vermoë hê.
  • Die eenheid van elektriese vermoë is die Watt. Dit word soos volg bereken:
  • Vermogen=AmpèreSpanning{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Ampère}}*{text{Voltage}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Ampère}}*{text{Voltage}}}
  • P=ekE{displaystyle P=IE}{displaystyle P=IE}
  • Prent getiteld Bereken kraguitset Stap 12
    4. Bereken die vermoë van `n skakeling. Stel `n sekere elektriese skakeling `n stroomsterkte het van 6 Ampère en `n lading van 18 Volt. Om die krag in die skakeling te bereken, moet jy soos volg vermenigvuldiging:
  • Vermogen=AmpèreSpanning{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Ampère}}*{text{Voltage}}}{displaystyle {text{Vermogen}}={text{Ampère}}*{text{Voltage}}}
  • Vermogen=618=108Watt{displaystyle {text{Vermogen}}=6*18=108Watt}{displaystyle {text{Vermogen}}=6*18=108Watt}
  • Wenke

    • Dit is essensieel by arbeid en vermoësberekeninge wat jy die eenhede van jou data opskryf in jou berekening. As jy merk dat jy byvoorbeeld met `n meter per Newton eindig, dan merk jy wat jy gedeel het wanneer jy moet vermenigvuldig, want die regte eenheid is N-m.

    Оцените, пожалуйста статью