Calcolo della Potenza in Uscita

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Passi
Consigli

Il potere è un concetto fisico che ha significati diversi a seconda del contesto e dei dati disponibili. Il potere può essere una misura di quanto lavoro fa qualcuno o qualcosa nel tempo. In un secondo contesto, la potenza può essere calcolata in funzione della velocità (quanto velocemente puoi far muovere un peso). Infine, l`energia elettrica è il prodotto di tensione e corrente. Se conosci il contesto e sai con quali dati iniziare, puoi scegliere la formula giusta e calcolare la potenza.

Passi

Metodo 1 di 3: Calcolo della potenza meccanica in funzione del lavoro

Immagine titolata Calculate Power Output Step 01

1. Calcola il lavoro. In meccanica, il lavoro è la quantità di forza necessaria per spostare qualcosa su una certa distanza. La formula del lavoro è:

$lavoro duro e faticoso = potenza * Distanza$ ${displaystyle {text{Lavoro}}={text{Forza}}*{text{Distanza}}}$
Per comprendere questo concetto, consideriamo un blocco di cemento da 100 chili. Spostare quel blocco su due metri richiede il doppio del lavoro rispetto a spostare lo stesso blocco su un metro. Questa è anche la stessa quantità di lavoro necessaria per spostare un blocco di 200 libbre oltre mezzo metro.

Immagine titolata Calculate Power Output Step 02

2. Definire la forza meccanica. La potenza è la velocità con cui il lavoro viene svolto nel tempo. La formula base per definire la potenza è:

Potenza = \frac{lavoro duro e faticoso}{Volta}

${displaystyle {text{Potenza}}={frac {text{Lavoro}}{text{Tempo}}}}$

Pensa ancora al blocco di cemento da 100 chili. Spostare quel blocco di due metri in 10 secondi richiede il doppio della forza rispetto a spostare lo stesso blocco alla stessa distanza in 20 secondi. Spostare lo stesso oggetto più velocemente richiede più forza.

Immagine titolata Calculate Power Output Step 03

3. Determina le unità che usi per il lavoro e la potenza. Generalmente visualizzerai Manodopera e Potenza in unità metriche, non in unità imperiali.

L`unità imperiale per il lavoro è il "piede-libbra". Questo è il prodotto della distanza in piedi per la forza in libbre. L`unità di forza deriva dalla divisione per tempo, in secondi. L`unità di misura della potenza è il "piede-libbra al secondo". Un termine più familiare è la "potenza", che è definita come 550 piedi per libbra al secondo.

1 potenza = 550 \frac{piede libbre}{sec.}

${displaystyle 1{text{Potenza}}=550{frac {text{ foot-pounds}}{text{sec.}}}}$

L`unità metrica per il lavoro è un joule. Un joule è uguale a un newton-metro, che è la quantità di lavoro necessaria per spostare di 1 newton una distanza di 1 metro. Se dividi il lavoro per il tempo, ottieni potenza, misurata in joule al secondo. Questo è anche chiamato Watt.

1 Watt = 1 \frac{Joule}{sec.} = 1 \frac{Newton-metro}{sec.}

${displaystyle 1{text{ Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sec.}}}=1{frac {text{ Newton-Meter}}{text{ sec.}}}}$

Immagine titolata Calculate Power Output Step 04

4. Raccogli i dati disponibili. Che tu stia risolvendo un problema di fisica in classe o calcolando la potenza effettiva di un esempio del mondo reale, devi prima raccogliere determinate informazioni. Puoi trovare le informazioni di cui hai bisogno guardando le unità.

Si supponga ad esempio di voler calcolare il seguente problema: Uno studente che fa trazioni solleva il suo corpo di 60 kg (600 N) di oltre 0,5 m in 2 secondi. Quanta forza esercita lo studente??

potenza = 600 kg

${displaystyle {text{Forza}}=600{testo{ kg}}}$

Distanza = 0, 5 m

${displaystyle {text{Distanza}}=0,5{testo{ m}}}$

Volta = 2 sec.

${displaystyle {text{Ora}}=2{testo{ sec.}}}$

Immagine titolata Calculate Power Output Step 05

5. Moltiplica la potenza per la distanza e dividi il prodotto per il tempo. Sia nel sistema metrico che in quello imperiale, una volta raccolti i dati di potenza, distanza e tempo, applicali alla formula per trovare la potenza meccanica.

Potenza = potenza * Distanza Volta

${displaystyle {text{Potenza}}={frac {{text{Potenza}}*{text{Distanza}}}{text{Tempo}}}}$

Potenza = 600 n * 0, 5 centimetro 2 sec.

${displaystyle {text{Potenza}}={frac {600{text{ N}}*0,5{text{cm}}}{2{text{sec}}}}}$

Potenza = 300 N-m 2 sec.

${displaystyle {text{Potenza}}={frac {300{text{ N-m}}}{2{text{sec}}}}}$

Potenza = 150 \frac{N-m}{sec.}

${displaystyle {text{Potenza}}=150{frac {text{ N-m}}{text{sec}}}}$

Poiché 1 cavallo è uguale a 736 N-m (o 736 Watt), questo equivale all`incirca a un quinto di un cavallo.

Metodo 2 di 3: Calcolo della potenza meccanica in funzione della velocità

Immagine titolata Calculate Power Output Step 06

1. Riscrivi la formula del potere. La formula originale per il potere si concentra sul lavoro, come una forza moltiplicata per la distanza, divisa per il tempo necessario per svolgere quel lavoro. Un altro modo per considerare gli stessi componenti è il seguente:

$Potenza = potenza * \frac{Distanza}{Volta}$ ${displaystyle {text{Potenza}}={text{Potenza}}*{frac {text{Distanza}}{text{Tempo}}}}$
Raggruppando i termini in questo modo, dovresti riconoscerlo $\frac{Distanza}{Volta}$ ${displaystyle {frac {text{Distanza}}{text{Tempo}}}}$ un altro modo è visualizzare la velocità. Pertanto puoi concludere che:
$Potenza = potenza * Velocità$ ${displaystyle {text{Potenza}}={text{Potenza}}*{text{Velocità}}}$
Prendi una macchina da 1000 chili. Muovere quell`auto a una velocità di 50 km/h richiede il doppio della potenza rispetto a muovere la stessa auto a una velocità di 25 km/h.

Immagine titolata Calculate Power Output Step 07

2. Invertire le unità se necessario. Le unità di potenza sono generalmente calcolate in Watt (es. Joule/sec. o Newton-metri al secondo -- o in cavalli o piedi per libbra al secondo. Ricorda che 1 hp = 550 ft-lb/sec o 736 N-m. Se presenti dati sulla situazione o sul problema in unità diverse, devi convertirli. Alcuni dei fattori di conversione più utili sono:

1 miglio = 5280 piedi

1 ora = 60 minuti = 3600 secondi

1 kg = 9,8 N (forza)

Per il problema con l`auto in movimento, i dati sono forniti in miglia, ore e kg. Devi convertire 50 miglia in 50*5280=264.000 piedi, convertendo le ore in 3600 secondi. Quindi puoi riformulare il problema calcolando la forza di movimento di un`auto di 1000 kg a una velocità di 264.000/3.600 = 73,33 piedi al secondo.

Immagine titolata Calculate Power Output Step 08

3. Moltiplica la forza per la velocità. Quando i tuoi dati hanno le unità corrette, puoi calcolare la potenza come prodotto della forza per la velocità. Per il problema dell`auto questo diventa:

Potenza = potenza * Velocità

${displaystyle {text{Potenza}}={text{Potenza}}*{text{Velocità}}}$

Potenza = 2000 libbre * 73.33 \frac{piedi}{sec}

${displaystyle {text{Potenza}}=2000{text{ sterline}}*73,33{frac {text{ piedi}}{text{sec}}}}$

Potenza = 146.660 \frac{piede libbre}{sec}

${displaystyle {text{Potenza}}=146.660{frac {text{piedi-libbre}}{text{sec}}}}$

Puoi scriverlo come potenza dell`auto o convertirlo in potenza dividendo per 550.

Potenza = 146.660 / 550 = 266.65 potenza

${displaystyle {text{Potenza}}=146,660/550=266,65{text{ Potenza}}}$

Il motore ha esercitato 266,65 cavalli per muovere l`auto da 1000 libbre a una velocità di 75 km/h.

Metodo 3 di 3: Calcolo della potenza elettrica

Immagine titolata Calculate Power Output Step 09

1. Misurare la tensione del circuito. La tensione di un circuito è analoga alla forza esercitata in un movimento meccanico. La tensione indica quanta carica elettrica viene trasportata attraverso un circuito. Proprio come lo spostamento di un pesante blocco di cemento richiede una grande forza meccanica, lo spostamento di un`alta tensione richiede una grande forza elettrica. La tensione è misurata in unità di Volt, abbreviato V. Nelle equazioni, la tensione è rappresentata dal simbolo E.

Quando leggi lo schema di un circuito, la tensione è scritta da qualche parte sullo schema. Se stai costruendo un circuito reale, la tensione è la potenza proveniente dalla fonte della batteria. Ad esempio, una singola batteria da 9 volt fornisce 9 volt al circuito.

Immagine titolata Calculate Power Output Step 10

2. Misurare la corrente nel circuito. La corrente di un circuito elettrico è analoga alla velocità applicata in un movimento meccanico. La corrente indica la velocità con cui la carica viene condotta attraverso il circuito. La corrente è misurata in unità chiamate Ampere, abbreviato in Ampere o semplicemente A. Nei calcoli, la corrente è simboleggiata dalla lettera maiuscola I.

La corrente può essere misurata direttamente usando un amperometro. In alternativa, il problema che stai affrontando potrebbe semplicemente indicare il numero di ampere nel circuito.

Ad esempio, un circuito che trasporta una corrente di 4 amp sposterà la carica due volte più velocemente di un circuito che trasporta una corrente di soli 2 amp.

Immagine titolata Calculate Power Output Step 11

3. Definisci la potenza elettrica. Così come la potenza in senso meccanico può essere definita come la quantità di lavoro svolto nel tempo, anche l`energia elettrica è una quantità di lavoro svolto nel tempo. Tuttavia, nell`energia elettrica, il lavoro calcolato è il lavoro di spostare gli elettroni attraverso un circuito elettrico. Un circuito che muove più elettroni o si muove più velocemente avrà quindi più potenza.

L`unità di misura della potenza elettrica è il Watt. Si calcola come segue:

Potenza = Ampere * Voltaggio

${displaystyle {text{Potenza}}={text{Ampere}}*{text{Tensione}}}$

P = io e

${ displaystyle P = IE}$

Immagine titolata Calculate Power Output Step 12

4. Calcola la potenza di un circuito. Supponiamo che un certo circuito elettrico abbia una corrente di 6 Amp e una carica di 18 Volt. Per calcolare la potenza nel circuito, devi moltiplicare come segue:

Potenza = Ampere * Voltaggio

${displaystyle {text{Potenza}}={text{Ampere}}*{text{Tensione}}}$

Potenza = 6 * 18 = 108 w un T T

${displaystyle {text{Potenza}}=6*18=108Watt}$

Consigli

È essenziale nei calcoli del lavoro e della potenza annotare le unità dei dati nei calcoli. Ad esempio, se ti ritrovi con un metro per Newton, allora noti che hai diviso quando avresti dovuto moltiplicare, perché l`unità corretta è N-m.