Что такое квт в физике 7 класс

Азбука физики

Научные игрушки

Простые опыты

Этюды об ученых

Решение задач

Презентации
Учебные презентации
Книги по физике Повышение IQ
Умные книжки

Есть вопросик?

Его величество.

Музеи науки.

Достижения.

Викторина по физике
Викторина для физика
Физика в кадре

Учителю
В помощь учителю
Читатели пишут

Физика 7 класс. МЕХАНИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ

Кто быстрее человек или подъемный кран поднимет весь груз на высоту ?

Мощность какого подъемного механизма больше ?

Мощность характеризует быстроту совершения работы.

Мощность ( N) – физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа.

Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени.

В Международной системе (СИ) единица мощности называется Ватт (Вт) в честь английскогоизобретателя Джеймса Ватта ( Уатта ), построившего первую паровую машину.

1 Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за 1 секунду
или,
когда груз массой 100г поднимают на высоту 1м за 1 секунду

Сам Джеймс Уатт ( 1736 — 1819 ) пользовался другой единицей мощности — лошадиной силой ( 1 л.с. ), которую он ввел с целью возможности сравнения работоспособности паровой машины и лошади.
1л.с. = 735Вт

Однако, мощность одной средней лошади — около 1/2 л.с., хотя лошади бывают разные.

«Живые двигатели» кратковременно могут повышать свою мощность в несколько раз.

Лошадь может доводить свою мощность при беге и прыжках до десятикратной и более величины.

Мощность

Мощность – одна из самых распространенных физических величин. Она показывает количество работы механизма, выполненной в единицу времени. Определение мощности простыми и научными словами, а также формулы и примеры задач с подробным решением – в материале КП

Мощность – это физическая величина, которой можно охарактеризовать любой механизм или физическую (материальную) систему вообще. Например, мощность есть у двигателя, бытового прибора, лошади и даже человека. Во всех случаях речь идет о вычислении количества полезной работы, которая произведена за определенное время (как правило, в секунду).

Определение мощности простыми словами

Что такое мощность, интуитивно понятно. Например, очевидно, что электрический самокат мощнее обычного, а автомобиль в этом ряду является самым «сильным». Есть и другие наглядные примеры. Допустим, человек уберет гораздо меньше урожая с поля, чем комбайн за то же время.

Исходя из этого, можно упрощенно сказать, что мощность представляет собой количество работы, которая выполняется в единицу времени. Причем это именно полезная работа системы (механизма), которая выполнена за час, минуту, день или другой отрезок времени.

Есть и научное определение: мощность – это скалярная физическая величина, которая равна мгновенной скорости, переданной от одной физической системы другой в процессе использования энергии. Для наглядного объяснения это определение можно разобрать на составляющие.

Под скалярной имеется в виду величина, которая не имеет направления (в отличие от той же силы, которая его имеет и поэтому является векторной).
Физическая система – можно сказать, что это механизм, например тот же автомобиль, бытовой прибор или комбайн для уборки урожая.
Использование энергии – в большинстве случаев имеется в виду определенный искусственный процесс, который выполняется для пользы человека, семьи, общества.

Обычно понятие «мощность» не используют для описания природных объектов и процессов. Нельзя, например, сказать, что град мощнее дождя. Мощность почти всегда связана с определенными механизмами, созданными человеком. Этот показатель характеризует самые разные виды агрегатов и устройств: электроники, механизмов, транспортных средств и многих других. Хотя данное правило нестрогое, потому что можно, например, говорить о мощности излучения солнца.

это интересно
Кинетическая энергия
Какой энергией обладает летящий самолет и можно ли этой энергией зарядить телефон

Полезная информация о мощности

Определения мощности в разных разделах физики, соответствующие формулы, а также распространенные единицы измерения представлены в таблице.

Обозначения мощности	W, P, N
Мощность в механике	Механическая работа, совершенная в единицу времени: N = A/t
Мощность в электродинамике	Работа тока, совершенная в единицу времени: P = A/t
Мощность в термодинамике	Скорость выделившейся теплоты в единицу времени: N = Q/t
Единица измерения мощности в системе СИ	Вт (ватт) = 1 Дж/с
Единица измерения мощности в астрофизике	эрг/с
Единица измерения мощности двигателей	1 лошадиная сила (л.с.)

Как обозначается мощность

Есть три варианта обозначения мощности:

W – в международной системе СИ;
P – в формулах механики и электродинамики (от англ. power – сила);
N – в формулах гидродинамики и механики, чаще в русскоязычной литературе (от французского французского nombre — количество [работы за единицу времени]).

Все формулы мощности

Понятие мощности применяется в разных разделах физики, например в механике, термо- и электродинамике. В зависимости от рассматриваемой области мощность можно выразить через разные величины, поэтому формулы будут иметь разный вид.

Например, электрическая мощность определенного участка цепи определяется как произведение силы тока и напряжения на нем:

$\mathrm P(\mathrm t)\;=\;\mathrm I(\mathrm t)\;\cdot\;\mathrm U(\mathrm t)$

Буква (t) означает, что речь идет о мгновенной величине, то есть силе, которая проявляется за бесконечно малый промежуток времени (буквально доли секунды).

В термодинамике нередко рассматривают тепловую мощность N. Ее можно определить как скорость выделения тепла (количество теплоты Q) в единицу времени t:

$\mathrm N\;=\;\frac<\mathrm Q><\mathrm t>$

С этим тесно связано понятие коэффициента полезного действия (КПД), которое определяется как процент полезной энергии механизма от общего количества затраченной энергии:

$\mathrm<КПД>\;=\frac<\mathrm><\mathrm>\;\cdot\;100\%$

Формулы механической мощности

Можно отдельно выделить формулы механической мощности. В самом простом случае это количество работы в единицу времени, то есть:

$\mathrm N\;=\;\frac<\mathrm A><\mathrm t>$

Рассматривая мощность как силовую величину, получим, формулу произведения силы, приложенной к телу, на скорость его перемещения под воздействием этой силы:

$\mathrm N\;=\;\mathrm F\;\cdot\;\mathrm v$

Мощность можно представить и как произведение вектора силы на вектор скорости, то есть значений этих величин на косинус угла между ними:

$\mathrm N\;=\;\mathrm F\;\cdot\;\mathrm v\;=\;\mathrm F\;\cdot\;\mathrm v\;\cdot\mathrm$

Если рассматривать чисто вращательное движение (например, волчок), формула определяется через момент силы М (Н*м), угловую скорость w (рад/с) и количество полных оборотов в минуту (об/мин):

$\mathrm N\;=\;\mathrm M\;\cdot\;\mathrm w\;=\;\frac<2\mathrm\pi\;\cdot\;\mathrm M\;\cdot\;\mathrm n>$

Единица измерения

Мощность измеряется в разных единицах:

система СИ – Вт (ватт), то есть один джоуль работы в секунду (Дж/с);
астрофизика, теоретическая физика – эрг в секунду (эрг/с);
в характеристиках двигателей транспортных средств (в том числе авто, локомотивы, корабли) – лошадиная сила (л.с.).

Причем наряду с метрической лошадиной силой, распространенной в большинстве стран, есть также старинная мера английской лошадиной силы. Обычная лошадиная сила соответствует 735,5 Вт, в то время как английская – 745,7 Вт.

В школьном курсе физики и на практике мощность зачастую измеряют по системе СИ, то есть в ваттах (Вт). Именно к Вт применяют производные, например киловатт (кВт). Это обозначение, например, используют для определения расхода электричества бытовых приборов. Так, расход бытового холодильника в зависимости от модели соответствует 200-500 кВт*ч.

это интересно
Закон Кулона
Что это такое и как применяется на практике один из фундаментальных законов физики

Формулы электрической мощности

Есть понятие и электрической мощности. Оно означает скорость передачи электроэнергии либо скорость ее преобразования, например, в тепло. Величина прямо пропорционально зависит от силы тока и напряжения на участке цепи, поэтому формула следующая:

$\mathrm P\;=\;\mathrm I\;\cdot\;\mathrm U$

С другой стороны, электрическую мощность можно выразить и через работу электрического поля в единицу времени. Тогда формула будет такой:

$\mathrm P\;=\;\frac<\mathrm A><\mathrm t>$

Единица измерения

В системе СИ электрическая мощность измеряется в Вт (ватт), международное обозначение W. Как известно, работу измеряют в джоулях, а время – в секундах. Поэтому один ватт соответствует работе в один джоуль, выполненной за одну секунду, то есть:

$1\;\mathrm<Вт>\;=\frac<1\;\mathrm<Дж>><1\;\mathrm с>$

Такую единицу измерения иногда упрощенно называют «джоуль-секунда». Хотя нужно понимать, что речь идет не о произведении, а именно об отношении работы к единице времени.

С другой стороны, электрическую мощность можно определить как произведение силы тока на напряжение. Исходя из этого единицей измерения является вольт-ампер:

$1\;\mathrm<Вт>\;=\;1\;\mathrm В\;\cdot\;1\;\mathrm А$

Такую единицу упрощенно называют «вольт-ампер». Причем речь идет именно о произведении величин, а не об их отношении.

Задачи на мощность с решением

Можно привести несколько примеров задач на мощность из разных разделов физики.

Задача 1
Человек поднимает ведро с водой из скважины колодца, прикладывая для этого силу 60 Н. Глубина колодца составляет 10 м, а общее время для поднятия на поверхность – 30 секунд. Какова мощность, которую развивает человек для поднятия одного ведра с водой?

Решение
В данном случае речь идет о механической мощности, которая определяется по простейшей формуле N = A/t. Работу можно рассчитать, зная приложенную силу и перемещение ведра воды (в данном случае в вертикальном направлении): A = F • S = 60 • 10 = 600 Дж. Теперь осталось посчитать N = 600 /₃₀ = 20 Вт.

Ответ: Для поднятия одного ведра воды человек развивает мощность 20 Вт.

Задача 2
Комнату освещает лампа, мощность которой составляет 110 Вт. Напряжение в электрической сети квартиры стандартное и соответствует 220 Вт. Какова сила тока, проходящего через лампу?

Решение
По условиям задачи мощность P = 100 Вт, а напряжение U = 220 В. Известно, что P = I • U, откуда следует, что I = P /_U. Поэтому I = 100 /₂₂₀ = 0,45 А.

Ответ: Сила тока, проходящего через лампу, составляет 0,45 А.

Задача 3
Какой должна быть мощность источника тепла, чтобы полностью восполнить теплопотери через кирпичную стену, если ее толщина L = 0,5 м, а общая площадь S = 50 м 2 ? Наружная температура стены составляет T₂ = -30 о С, внутренняя температура T₁ = +20 о C.

Решение
Через кирпичную стену проходит тепловой поток q, который определяется по формуле q = λ • S • (T₁ – T₂) /_L, где λ – это коэффициент теплопроводности кирпича (табличное значение) 0,56 Вт/(м* о С). Подставляя значения в формулу, получаем: q = 56 • 50 • (20+30) /_0,5 = 2800 Дж = 2,8 кДж.

Чтобы компенсировать эту тепловую потерю, необходим источник тепла не меньшей мощности, то есть минимум 2,8 кДж/с.

Ответ: W = 2.8 кДж/с.

Мощность. Единицы мощности

Если на тело действует сила и оно движется, то совершается механическая работа. Мы знаем, что эта физическая величина зависит от приложенной силы и пройденного пути ($A = Fs$) и измеряется в джоулях.

Очевидно, что на совершение одной и той же работы в разных случаях уходит разное количество времени. Например, на девятый этаж дома нужно поднять шкаф. Если его загрузят в лифт, то работа будет выполнена за несколько секунд. А если грузчик будет поднимать шкаф пешком по лестнице? На выполнение такой работы уйдет гораздо больше времени.

Таким же образом грузовой автомобиль способен переместить груз большой массы за один раз, тогда как легковому автомобилю придется съездить несколько раз до пункта назначения и обратно, чтобы доставить весь груз.

Так появляется новая физическая величина, позволяющая описать насколько быстро может быть выполнена та или иная работа, — мощность. О ней вы и узнаете на данном уроке.

Определение мощности

Что показывает мощность?
Эта величина позволяет нам характеризовать быстроту выполнения работы.

Мощность — это физическая величина, равная отношению работы ко времени, за которое она была совершена.

Как вычислить мощность, зная работу и время?

Чтобы вычислить мощность, нужно работу разделить на время, в течение которого совершена эта работа:
$мощность = \frac$
или
$N = \frac$,
где $N$ — мощность, $A$ — работа, $t$ — время выполнения работы.

Мощность может быть:

Постоянной, если за каждую секунду совершается одинаковая работа
Непостоянной, если за каждую секунду совершается разная работа. В таком случае говорят о средней мощности: $N_ = \frac$

Единица измерения мощности

За единицу мощности принимают такую мощность, при которой за $1 \space с$ совершается работа в $1 \space Дж$.

Как называется единица мощности?
Эта единица называется ваттом ($Вт$) в честь ученого Джеймса Уатта (рисунок 1).

Чему равен $1 \space Вт$? Из формулы мощности ($N = \frac$) следует:

Какие единицы мощности используют в технике?
Часто используются другие единицы мощности — киловатт ($кВт$), мегаватт ($МВт$) и милливатт ($мВт$):

$1 \space МВт = 1 000 000 \space Вт$,
$1 \space Вт = 0.000001 \space МВт$,
$1 \space кВт = 1000 \space Вт$,
$1 \space Вт = 0.001 \space кВт$,
$1 \space мВт = 0.001 \space Вт$,
$1 \space Вт = 1000 \space мВт$.

Также мощность иногда измеряют в лошадиных силах ($л. с.$):

$1 \space л. с. = 735.5 \space Вт$
$1 \space Вт = 0.00013596 \space л. с.$

Эта единица измерения не так популярна как ватт, но до сих пор используется, например, в автомобильной индустрии.

Определение механической работы при известной мощности

Обычно мощность указывают в паспорте технического устройства. В таблице 1 приведены значения мощностей двигателей некоторой техники и др.

Дано:
$h = 30 \space м$
$V = 150 \space м^3$
$\rho = 1000 \frac$
$t = 60 \space с$
$g = 9.8 \frac$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

В нашем случае пройденный водой путь $s$ — это и есть высота плотины $h$, с которой падает вода. Вода падает под силой действия силы тяжести:
$F = gm$.

Рассчитаем массу падающей воды:
$m = \rho V$,
$m = 1000 \frac \cdot 150 м^3 = 150\space 000 \space кг$.

Теперь можем рассчитать силу тяжести:
$F = gm$
$F = 9,8 \frac \cdot 150 \space 000 \space кг = 1 \space 470 \space 000 \space Н$.

Работа, совершаемая потоком воды в минуту:
$A = Fh$,
$A = 1 \space 470 \space 000 \space Н \cdot 30 \space м = 44 \space 100 \space 000 \space Дж$.

Ответ: $N = 735 \space кВт$.

Задача №2

Мощность кондиционера составляет $2.6 \space кВт$. Какую работу он совершает за $20 \space мин$?

Дано:
$N = 2.6 \space кВт$
$t = 20 \space мин$

СИ:
$N = 2600 \space Вт$
$t = 1200 \space с$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Рассчитаем работу по формуле:
$A = Nt$.

$A = 2600 \space Вт \cdot 1200 \space с = 3 \space 120 \space 000 \space Вт \cdot с = 3 \space 120 \space 000 \space Дж = 3120 \space кДж \approx 3 \space МДж$.

Ответ: $A \approx 3 \space МДж$.

Задача №3

Подъемный кран мощностью $12 \space кВт$ может равномерно поднять груз массой $2.5 \space т$ за $30 \space c$. Какую работу произведет кран? Рассчитайте высоту, на которую он поднимет груз.

Дано:
$N = 12 \space кВт$
$m = 2.5 \space т$
$t = 30 \space с$
$g = 9.8 \frac$

СИ:
$N = 12 \space 000 \space Вт$
$m = 2500 \space кг$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Рассчитаем работу, которую произведет подъемный кран по формуле:
$A = Nt$,
$A = 12 \space 000 \space Вт \cdot 30 \space с = 360 \space 000 \space Дж = 360 \space кДж$.

Из определения работы мы знаем, что: $A = Fs$. В нашем случае пройденный путь $s$ будет высотой $h$, на которую кран поднимает груз. На груз действует сила тяжести: $F = F_ = gm$.

Рассчитаем ее:
$h = \frac \cdot 2500 \space кг> \approx 14.7 \cdot \frac = 14.7 \space м$.

Ответ: $A = 360 \space кДж$, $h = 14.7 \space м$.

Упражнения

Упражнение №1

Выразите в киловаттах и мегаваттах мощность: $2500 \space Вт$; $100 \space Вт$.
Выразите в ваттах мощность: $5 \space кВт$; $2.3 \space кВт$; $0.3 \space кВт$; $0.05 \space МВт$; $0.001 \space МВт$.

Ответ:

$N_1 = 2500 \space Вт = 2.5 \space кВт = 0.0025 \space МВт = 2.5 \cdot 10^ \space МВт$,
$N_2 = 100 \space Вт = 0.1 \space кВт = 0.0001 \space МВт = 10^ \space МВт$.

$N_3 = 5 \space кВт = 5000 \space Вт$,
$N_4 = 2.3 \space кВт = 2300 \space Вт$,
$N_5 = 0.3 \space кВт = 300 \space Вт$,
$N_6 = 0.05 \space МВт = 50 \space 000 \space Вт$,
$N_7 = 0.001 \space МВт = 1000 \space Вт$.

Упражнение №2

С плотины высотой $22 \space м$ за $10 \space мин$ падает $500 \space т$ воды. Какая мощность развивается при этом?

Дано:
$t = 10 \space мин$
$m = 500 \space т$
$h = 22 \space м$
$g = 9.8 \frac$

СИ:
$t = 600 \space с$
$m = 5 \cdot 10^5 \space кг$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Пройденный водой путь $s$ — это и есть высота плотины $h$, с которой падает вода под силой действия силы тяжести:
$F = F_ = gm$.

Ответ: $N \approx 180 \space кДж$.

Упражнение №3

Какова мощность человека при ходьбе, если за $2 \space ч$ он делает 10 000 шагов и за каждый шаг совершает $40 \space Дж$ работы?

Дано:
$t = 2 \space ч$
$n = 10 \space 000$
$A_1 = 40 \space Дж$

СИ:
$t = 7200 \space с$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Чтобы вычислить мощность, нам нужно знать общую работу, которая будет совершена за все сделанные человеком шаги:
$A = A_1n$.

Ответ: $N \approx 55.6 \space Вт$.

Упражнение №4

Какую работу совершает двигатель мощностью $100 \space кВт$ за $20 \space мин$?

Дано:
$N = 100 \space кВт$
$t = 20 \space мин$

СИ:
$N = 10^5 \space Вт$
$t = 1200 \space с$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Выразим работу из определения мощности:
$N = \frac$,
$A = Nt$.

Рассчитаем ее:
$A = 10^5 \space Вт \cdot 1200 \space с = 120 \cdot 10^6 \space Дж = 120 \space МДж$.

Ответ: $A = 120 \space МДж$.

Упражнение №5

Транспортер за $1 \space ч$ поднимает $30 \space м^3$ песка на высоту $6 \space м$. Вычислите необходимую для этой работы мощность двигателя. Плотность песка равна $1500 \frac$.

Дано:
$t = 1 \space ч$
$V = 30 \space м^3$
$h = 6 \space м$
$\rho = 1500 \frac$
$g = 9.8 \frac$

СИ:
$t = 3600 \space с$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Мощность рассчитывается по формуле:
$N = \frac$.

Работа, которую совершает при подъеме песка транспортер:
$A = Fs = F_ h = gmh = g \rho Vh$.

Подставим полученное выражение в формулу мощности и рассчитаем ее:
$N = \frac$,
$N = \frac \cdot 1500 \frac \cdot 30 \space м^3 \cdot 6 \space м> = \frac = 735 \space Вт$.

Ответ: $N = 735 \space Вт$.

Упражнение №6

Штангист поднял штангу массой $125 \space кг$ на высоту $70 \space см$ за $0.3 \space с$. Какую среднюю мощность развил спортсмен при этом?

Дано:
$h = 70 \space см$
$m = 125 \space кг$
$t = 0.3 \space с$
$g = 9.8 \frac$

СИ:
$h = 0.7 \space м$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Чтобы вычислить мощность, которую развил спортсмен, нам нужно знать, какую работу он совершил при подъеме штанги. Чтобы ее поднять, спортсмен преодолел силу тяжести, действующую на штангу:
$A = Fs = F_h = gmh$.

Ответ: $N \approx 2860 \space Дж$.

Задания

Задание №1

Рассчитайте мощность, которую вы развиваете, поднимаясь равномерно вначале медленно, а затем быстро с первого на второй этаж школы. Все необходимые данные получите сами.

Для того, чтобы рассчитать механическую работу, вам понадобится узнать высоту между этажами школы (высоту потолка) и свою собственную массу. Также необходимо измерить с помощью секундомера время, которое у вас занимает медленный и быстрый подъемы на второй этаж. Для примера возьмем высоту потолков, равную $4 \space м$, массу, равную $50 \space кг$, время быстрого подъема $5 \space с$ и медленного подъема $20 \space с$.

Дано:
$h = 4 \space м$
$m = 50 \space кг$
$t_1 = 5 \space с$
$t_2 = 20 \space с$
$g = 9.8 \frac$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Мощность характеризует быстроту выполнения механической работы, которую мы совершаем, поднимаясь на второй этаж. Работа же будет определяться силой, по модулю равной силе тяжести, и расстоянием между этажами школы:
$N = \frac = \frach> = \frac$.

Рассчитаем мощность, которую мы развиваем при быстром подъеме:
$N_1 = \frac$,
$N_1 = \frac \cdot 50 \space кг \cdot 4 \space м> = \frac = 392 \space Вт$.

Рассчитаем мощность, которую мы развиваем при медленном подъеме:
$N_2 = \frac$,
$N_2 = \frac \cdot 50 \space кг \cdot 4 \space м> = \frac = 98 \space Вт$.

Получается, что при быстром подъеме мы развиваем мощность, в 4 раза большую, чем при медленном подъеме.

Ответ: $N_1 = 392 \space Вт$, $N_2 = 98 \space Вт$.

Задание №2

Установите по паспорту прибора мощность электродвигателей пылесоса, мясорубки, кофемолки.

Ответ:

Мощность электроприборов указывается в их технический паспортах. Если вы не смогли найти документы домашней техники или у вас дома нет чего-то из перечисленного, то ниже указаны средние мощности данных приборов.

Мощность

Однако одну и ту же работу мы можем выполнить за разный промежуток времени. Так вот, для описания быстроты совершения работы вводится физическая величина, называемая мощностью, с которой мы и познакомимся в ходе этого урока.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.

Получите невероятные возможности

1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.

2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.

3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ

Конспект урока «Мощность»

«Жизнь учит только тех, кто её изучает»

В.О. Ключевский

В этой теме речь пойдёт о мощности.

В прошлой говорилось о физической величине — механической работе. Механическая работа — это скалярная физическая величина, пропорциональная приложенной к телу силе и пройденному телом пути. Единицей работы в системе СИ является Дж (джоуль). 1 Дж — эта работа, совершаемая силой 1 Н на пути, равном 1 м.

Было установлено, что механическая работа характеризует результат действия на тело силы на пройденном им пути. При отсутствии движения тела силы, действующие на тело, не совершают работы.

Однако одну и ту же работу можно выполнить за разный промежуток времени. Рассмотрим простой пример: человеку, для перемещения груза массой 20 кг на расстояние в 3 км необходимо затратить около 2 часов, а автомобилю для этого достаточно нескольких минут. Работа выполняется одинаковая. Одинаковая масса перемещается на одно и то же расстояние. Но быстрота совершения работы силой человека и силой тяги автомобиля разная. За единицу времени сила тяги автомобиля выполняет работу большую, чем сила человека. Для описания быстроты совершения работы вводится физическая величина, называемая мощностью.

Мощность — это физическая величина, численно равная работе, совершенной за единицу времени. Обозначается мощность латинской буквой N.

За единицу мощности в системе СИ принимается мощность, при которой действующая на тело сила за 1 с совершает работу в 1 Дж. Эта единица мощности называется ватт (Вт) в честь английского изобретателя Джеймса Уатта.

Для измерения больших мощностей используются кратные единицы: гВт (гектоватт), кВт (киловатт) и МВт (мегаватт). А для малых мощностей употребляются дольные единицы: мВт (милливатт) и мкВт (микроватт).

Автомобилисты по традиции используют старинную единицу мощности — лошадиную силу (л.с.). 1 л.с. — это мощность, которую развивает лошадь при подъеме груза, массой 75 кг на высоту 1 м за 1 с.

В этих внесистемных единицах мощность первого советского трактора «Коммунар» на гусеничном ходу была равна 50 л.с.

Опытный водитель всегда разумно использует мощность своей машины, управляя скоростью вращения колес. Почему? Запишем формулу мощности.

Распишем работу, как произведение силы и пройденного под действием этой силы пути.

Так как , то, можно записать, что мощность равна произведению силы, действующей на тело, и скорости тела.

Таким образом, при заданной мощности, чем меньше будет скорость тела, тем больше будет сила, действующая на него. Вот почему водители тракторов, вспахивая землю, т.е. когда требуется большая сила, едет на малой скорости, чтобы увеличить силу тяги двигателя. То же самое делает и водитель машины, трогаясь с места или двигаясь в гору. Именно для этого в автомобилях и тракторах есть специальное устройство для переключения скорости вращения колес — коробка передач, рукоятка которой расположена близко к правой руке водителя.

Зная мощность механизма, можно рассчитать работу, совершаемую этим механизмом за какой-нибудь промежуток времени.

Задача 1. Найдите мощность механизма, с помощью которого совершена работа в 3 МДж за 2 минуты.

Задача 2. На уроке физкультуры мальчик массой 50 кг поднялся по канату на высоту 6 м за 8 с. Определите среднюю мощность, развиваемую мальчиком при подъеме.

Задача 3. Определите мощность падающей воды, протекающей через плотину Саяно-Шушенской гидроэлектростанции, высота которой 242 м, а максимальный расход воды составляет 1434000 м 3 /мин.

Основные выводы:

– Мощность – это скалярная физическая величина, характеризующая быстроту совершения работы:

– Единица мощности в системе СИ является Вт (ватт).

– 1 Вт — это мощность, при которой за 1 с совершается работа 1 Дж.

– Одинаковую мощность можно получить либо при большой скорости и небольшой силе, либо, наоборот, при малой скорости и большой силе.

Что такое квт в физике 7 класс