FYSISK KRAFT: FORMLER, TYPER KRAFT OG EKSEMPLER - FYSISK - 2026

Den fysiske kraften refererer til mengden arbeid (eller energiforbruk) per tidsenhet. Kraft er en skalær styrke, og dens måleenhet i International System of Units er joule per sekund (J / s), kjent som watten til ære for James Watt.

En annen ganske vanlig måleenhet er den tradisjonelle hestekrefter. I fysikk studeres forskjellige typer kraft: mekanisk kraft, lydkraft, brennkraft, blant andre. Generelt er det en intuitiv idé om betydningen av styrke. Det er vanligvis forbundet med større kraft, større forbruk.

Dermed bruker en lyspære mer elektrisk energi hvis kraften er større; Det samme gjelder en hårføner, en radiator eller en datamaskin.

Av denne grunn er det nødvendig å forstå betydningen av den, de forskjellige typer krefter som eksisterer og forstå hvordan den blir beregnet og hva som er sammenhengene mellom de mest vanlige måleenhetene.

formler

For å definere strømmen som er brukt eller levert i et tidsintervall, brukes definisjonen som definisjon:

P = W / t

I dette uttrykket er P makt, W er arbeid og t er tid.

Hvis det du ønsker er å beregne øyeblikkelig effekt, bør du bruke følgende formel:

I denne formelen ∆t er økningen av tid, F er kraften og v er hastigheten.

enheter

Det unike med kraft i det internasjonale systemet for enheter er joule per sekund (J / s), kjent som watt (W). Det er også ganske vanlig i visse sammenhenger å bruke andre enheter som kilowatt (kW), hestekrefter (CV), blant andre.

Selvfølgelig tilsvarer kilowatt 1000 watt. Ekvivalensen mellom hestekrefter og watt er på sin side som følger:

1 CV = 745,35 W

En annen kraftenhet, selv om bruken er mye mindre vanlig, er erg per sekund (erg / s), noe som tilsvarer ^10-7 W.

Det er viktig å skille kilowatt fra kilowattime (kWh), siden sistnevnte er en enhet energi eller arbeid og ikke kraft.

Krafttyper

Blant de forskjellige krafttypene som finnes, er noen av de viktigste de som skal studeres nedenfor.

Mekanisk kraft

Den mekaniske kraften som utøves på et stivt faststoff oppnås ved å gjøre produktet mellom den totale resulterende kraft som blir påført og hastigheten som overføres til dette legemet.

P = F ∙ v

Dette uttrykket tilsvarer uttrykket: P = W / t, og faktisk er det hentet fra det.

I tilfelle det i tillegg er en rotasjonsbevegelse av det stive faste stoffet og at kreftene som utøves på det, derfor endrer sin vinkelhastighet, noe som gir opphav til en vinkelakselerasjon, må vi:

P = F ∙ v + M ∙ ω

I dette uttrykket er M øyeblikket som er resultatet av de påførte kreftene, og ω er kroppens vinkelhastighet.

Elektrisk energi

Den elektriske kraften som tilføres eller forbrukes av en elektrisk komponent er resultatet av å dele mengden elektrisk energi levert eller absorbert av nevnte komponent og tiden brukt på den. Det beregnes ut fra følgende uttrykk:

P = V ∙ I

I denne ligningen er V potensialforskjellen på tvers av komponenten, og I er intensiteten av elektrisk strøm som går gjennom den.

I det spesielle tilfellet at komponenten er en elektrisk motstand, kan følgende uttrykk brukes til å beregne effekten: P = R ∙ I ² = V ² / R, hvor R er verdien av den elektriske motstanden til den aktuelle komponenten.

Varmekraft

Den brennkraftkraften til en komponent er definert som mengden energi som blir spredt eller frigjort som varme av nevnte komponent i en tidsenhet. Det beregnes ut fra følgende uttrykk:

P = E / t

I dette uttrykket er E energien som frigjøres i form av varme.

Lydkraft

Lydkraft er definert som energien som transporteres av en lydbølge i en tidsenhet gjennom en viss overflate.

På denne måten avhenger lydkraften både av intensiteten til lydbølgen og overflaten som krysses av nevnte bølge, og beregnes ved hjelp av følgende integral:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

I dette integrerte Ps er bølgenes lydkraft, Is er lydintensiteten til bølgen, og dS er overflatedifferensialet som krysses av bølgen.

Nominell kraft og ekte kraft

Nominell effekt er den maksimale effekten som en maskin eller en motor krever eller kan tilby under normale bruksforhold; det vil si den maksimale kraften som maskinen eller motoren kan støtte eller tilby.

Den nominelle betegnelsen brukes fordi den kraften generelt brukes til å karakterisere maskinen, for å nevne den.

På den annen side er den virkelige eller nyttige kraften - det er kraften som faktisk brukes, genereres eller brukes av maskinen eller motoren - er vanligvis forskjellig fra den nominelle, og er vanligvis mindre.

eksempler

Første eksempel

Du ønsker å kran et 100 kg piano til en syvende etasje som er i en høyde av 20 meter. Kranen tar 4 sekunder å heve pianoet. Beregn kraften på kranen.

Løsning

For å beregne effekten brukes følgende uttrykk:

P = W / t

Imidlertid er det først og fremst nødvendig å beregne arbeidet som er utført av kranen.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19.600 N

Derfor vil kraften til kranen være:

P = 19.600 / 4 = 4900 W

Andre eksempel

Beregn kraften som er spredt av en motstand på 10 if hvis en strøm på 10 A.

Løsning

I dette tilfellet er det nødvendig å beregne den elektriske kraften, som følgende formel brukes for:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W

referanser

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fysikk bind 1. Cecsa.
2. Kraft (fysisk). (Nd). I Wikipedia. Hentet 3. mai 2018, fra es.wikipedia.org.
3. Kraft (fysikk). (Nd). I Wikipedia. Hentet 3. mai 2018, fra en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Fysikk fjerde. CECSA, Mexico.
5. Serway, Raymond A .; Jewett, John W. (2004). Fysikk for forskere og ingeniører (6. utgave). Brooks / Cole.