Kracht definiëren in de natuurkunde

Vermogen is de snelheid waarmee werk wordt gedaan of energie wordt overgedragen in een tijdseenheid. Het vermogen wordt verhoogd als het werk sneller wordt gedaan of energie in minder tijd wordt overgedragen.

Rekenkracht

De vergelijking voor vermogen is P = W / t

• P staat voor vermogen (in watt)
• W staat voor de hoeveelheid werk die is verricht (in Joules) of de verbruikte energie (in Joules)
• t staat voor de hoeveelheid tijd (in seconden)

In rekentermen is macht de afgeleide van werk met betrekking tot tijd. Als het werk sneller wordt gedaan, is het vermogen hoger. Als het werk langzamer wordt gedaan, is het vermogen kleiner.

Omdat werk kracht maal verplaatsing (W = F * d) is, en snelheid verplaatsing in de tijd (v = d / t) is, macht gelijk aan kracht maal snelheid: P = F * v. Meer kracht wordt gezien wanneer het systeem zowel sterk van kracht is als snel van snelheid.

Krachteenheden

Vermogen wordt gemeten in energie (joules) gedeeld door de tijd. De SI-eenheid van vermogen is de watt (W) of joule per seconde (J / s). Macht is een scalaire hoeveelheid, het heeft geen richting.

Paardenkracht wordt vaak gebruikt om het vermogen van een machine te beschrijven. Paardenkracht is een krachteenheid in het Britse meetsysteem. Het is het vermogen dat nodig is om 550 pond per voet in één seconde op te tillen en is ongeveer 746 watt.

De watt wordt vaak gezien in relatie tot gloeilampen. In dit vermogen is het de snelheid waarmee de lamp elektrische energie omzet in licht en warmte. Een lamp met een hoger wattage verbruikt meer elektriciteit per tijdseenheid.

Als u de kracht van een systeem kent, kunt u de hoeveelheid werk vinden die wordt geproduceerd, zoals W = Pt. Als een lamp een vermogen van 50 watt heeft, levert deze 50 joules per seconde. In een uur (3600 seconden) produceert het 180.000 joule.

Werk en kracht

Wanneer u een mijl loopt, verplaatst uw drijfkracht uw lichaam, dat wordt gemeten terwijl het werk is gedaan. Als u dezelfde mijl aflegt, doet u dezelfde hoeveelheid werk, maar in minder tijd. De hardloper heeft een hoger vermogen dan de rollator, waardoor er meer watt uitkomt. Een auto met 80 pk kan een snellere versnelling produceren dan een auto met 40 pk. Uiteindelijk rijden beide auto's 60 km per uur, maar de 80 pk sterke motor kan die snelheid sneller bereiken.

In de race tussen de schildpad en de haas had de haas meer kracht en versnelde sneller, maar de schildpad deed hetzelfde werk en legde in veel langere tijd dezelfde afstand af. De schildpad toonde minder kracht.

Gemiddeld vermogen

Bij het bespreken van macht verwijzen mensen meestal naar gemiddelde macht, P_avg. Het is de hoeveelheid werk die is gedaan in een bepaalde periode (ΔW / Δt) of de hoeveelheid energie die is overgedragen in een bepaalde periode (ΔE / Δt).

Onmiddellijke kracht

Wat is de kracht op een specifiek tijdstip? Wanneer de tijdseenheid nul nadert, is calculus nodig om een ​​antwoord af te leiden, maar het wordt benaderd door kracht maal snelheid.