Мощность формула через силу: Расчет силы тока по мощности – Калькулятор + формулы

Содержание

Все главные формулы по физике - Физика - Теория, тесты, формулы и задачи

Оглавление:

 

Кинематика

К оглавлению...

Путь при равномерном движении:

Перемещение S (расстояние по прямой между начальной и конечной точкой движения) обычно находится из геометрических соображений. Координата при равномерном прямолинейном движении изменяется по закону (аналогичные уравнения получаются для остальных координатных осей):

Средняя скорость пути:

Средняя скорость перемещения:

Определение ускорения при равноускоренном движении:

Выразив из формулы выше конечную скорость, получаем более распространённый вид предыдущей формулы, которая теперь выражает зависимость скорости от времени при равноускоренном движении:

Средняя скорость при равноускоренном движении:

Перемещение при равноускоренном прямолинейном движении может быть рассчитано по нескольким формулам:

Координата при равноускоренном движении изменяется по закону:

Проекция скорости при равноускоренном движении изменяется по такому закону:

Скорость, с которой упадет тело падающее с высоты h без начальной скорости:

Время падения тела с высоты h без начальной скорости:

Максимальная высота на которую поднимется тело, брошенное вертикально вверх с начальной скоростью v0, время подъема этого тела на максимальную высоту, и полное время полета (до возвращения в исходную точку):

Формула для тормозного пути тела:

Время падения тела при горизонтальном броске с высоты H может быть найдено по формуле:

Дальность полета тела при горизонтальном броске с высоты H:

Полная скорость в произвольный момент времени при горизонтальном броске, и угол наклона скорости к горизонту:

Максимальная высота подъема при броске под углом к горизонту (относительно начального уровня):

Время подъема до максимальной высоты при броске под углом к горизонту:

Дальность полета и полное время полета тела брошенного под углом к горизонту (при условии, что полет заканчивается на той же высоте с которой начался, т.

е. тело бросали, например, с земли на землю):

Определение периода вращения при равномерном движении по окружности:

Определение частоты вращения при равномерном движении по окружности:

Связь периода и частоты:

Линейная скорость при равномерном движении по окружности может быть найдена по формулам:

Угловая скорость вращения при равномерном движении по окружности:

Связь линейной и скорости и угловой скорости выражается формулой:

Связь угла поворота и пути при равномерном движении по окружности радиусом R (фактически, это просто формула для длины дуги из геометрии):

Центростремительное ускорение находится по одной из формул:

 

Динамика

К оглавлению...

Второй закон Ньютона:

Здесь: F - равнодействующая сила, которая равна сумме всех сил действующих на тело:

Второй закон Ньютона в проекциях на оси (именно такая форма записи чаще всего и применяется на практике):

Третий закон Ньютона (сила действия равна силе противодействия):

Сила упругости:

Общий коэффициент жесткости параллельно соединённых пружин:

Общий коэффициент жесткости последовательно соединённых пружин:

Сила трения скольжения (или максимальное значение силы трения покоя):

Закон всемирного тяготения:

Если рассмотреть тело на поверхности планеты и ввести следующее обозначение:

Где: g - ускорение свободного падения на поверхности данной планеты, то получим следующую формулу для силы тяжести:

Ускорение свободного падения на некоторой высоте от поверхности планеты выражается формулой:

Скорость спутника на круговой орбите:

Первая космическая скорость:

Закон Кеплера для периодов обращения двух тел вращающихся вокруг одного притягивающего центра:

 

Статика

К оглавлению. ..

Момент силы определяется с помощью следующей формулы:

Условие при котором тело не будет вращаться:

Координата центра тяжести системы тел (аналогичные уравнения для остальных осей):

 

Гидростатика

К оглавлению...

Определение давления задаётся следующей формулой:

Давление, которое создает столб жидкости находится по формуле:

Но часто нужно учитывать еще и атмосферное давление, тогда формула для общего давления на некоторой глубине h в жидкости приобретает вид:

Идеальный гидравлический пресс:

Любой гидравлический пресс:

КПД для неидеального гидравлического пресса:

Сила Архимеда (выталкивающая сила, V - объем погруженной части тела):

 

Импульс

К оглавлению...

Импульс тела находится по следующей формуле:

Изменение импульса тела или системы тел (обратите внимание, что разность конечного и начального импульсов векторная):

Общий импульс системы тел (важно то, что сумма векторная):

Второй закон Ньютона в импульсной форме может быть записан в виде следующей формулы:

Закон сохранения импульса. Как следует из предыдущей формулы, в случае если на систему тел не действует внешних сил, либо действие внешних сил скомпенсировано (равнодействующая сила равна нолю), то изменение импульса равно нолю, что означает, что общий импульс системы сохраняется:

Если внешние силы не действуют только вдоль одной из осей, то сохраняется проекция импульса на данную ось, например:

 

Работа, мощность, энергия

К оглавлению...

Механическая работа рассчитывается по следующей формуле:

Самая общая формула для мощности (если мощность переменная, то по следующей формуле рассчитывается средняя мощность):

Мгновенная механическая мощность:

Коэффициент полезного действия (КПД) может быть рассчитан и через мощности и через работы:

Формула для кинетической энергии:

Потенциальная энергия тела поднятого на высоту:

Потенциальная энергия растянутой (или сжатой) пружины:

Полная механическая энергия:

Связь полной механической энергии тела или системы тел и работы внешних сил:

Закон сохранения механической энергии (далее – ЗСЭ). Как следует из предыдущей формулы, если внешние силы не совершают работы над телом (или системой тел), то его (их) общая полная механическая энергия остается постоянной, при этом энергия может перетекать из одного вида в другой (из кинетической в потенциальную или наоборот):

 

Молекулярная физика

К оглавлению...

Химическое количество вещества находится по одной из формул:

Масса одной молекулы вещества может быть найдена по следующей формуле:

Связь массы, плотности и объёма:

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:

Определение концентрации задаётся следующей формулой:

Для средней квадратичной скорости молекул имеется две формулы:

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы:

Постоянная Больцмана, постоянная Авогадро и универсальная газовая постоянная связаны следующим образом:

Следствия из основного уравнения МКТ:

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева):

Газовые законы.  Закон Бойля-Мариотта:

Закон Гей-Люссака:

Закон Шарля:

Универсальный газовый закон (Клапейрона):

Давление смеси газов (закон Дальтона):

Тепловое расширение тел. Тепловое расширение газов описывается законом Гей-Люссака. Тепловое расширение жидкостей подчиняется следующему закону:

Для расширения твердых тел применяются три формулы, описывающие изменение линейных размеров, площади и объема тела:

 

Термодинамика

К оглавлению...

Количество теплоты (энергии) необходимое для нагревания некоторого тела (или количество теплоты выделяющееся при остывании тела) рассчитывается по формуле:

Теплоемкость (С - большое) тела может быть рассчитана через удельную теплоёмкость (c - маленькое) вещества и массу тела по следующей формуле:

Тогда формула для количества теплоты необходимой для нагревания тела, либо выделившейся при остывании тела может быть переписана следующим образом:

Фазовые превращения.  При парообразовании поглощается, а при конденсации выделяется количество теплоты равное:

При плавлении поглощается, а при кристаллизации выделяется количество теплоты равное:

При сгорании топлива выделяется количество теплоты равное:

Уравнение теплового баланса (ЗСЭ). Для замкнутой системы тел выполняется следующее (сумма отданных теплот равна сумме полученных):

Если все теплоты записывать с учетом знака, где «+» соответствует получению энергии телом, а «–» выделению, то данное уравнение можно записать в виде:

Работа идеального газа:

Если же давление газа меняется, то работу газа считают, как площадь фигуры под графиком в

pV координатах. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа:

Изменение внутренней энергии рассчитывается по формуле:

Первый закон (первое начало) термодинамики (ЗСЭ):

Для различных изопроцессов можно выписать формулы по которым могут быть рассчитаны полученная теплота Q, изменение внутренней энергии ΔU и работа газа A. Изохорный процесс (V = const):

Изобарный процесс (p = const):

Изотермический процесс (T = const):

Адиабатный процесс (Q = 0):

КПД тепловой машины может быть рассчитан по формуле:

Где: Q1 – количество теплоты полученное рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q2 – количество теплоты переданное рабочим телом за один цикл холодильнику. Работа совершенная тепловой машиной за один цикл:

Наибольший КПД при заданных температурах нагревателя T1 и холодильника

T2, достигается если тепловая машина работает по циклу Карно. Этот КПД цикла Карно равен:

Абсолютная влажность рассчитывается как плотность водяных паров (из уравнения Клапейрона-Менделеева выражается отношение массы к объему и получается следующая формула):

Относительная влажность воздуха может быть рассчитана по следующим формулам:

Потенциальная энергия поверхности жидкости площадью S:

Сила поверхностного натяжения, действующая на участок границы жидкости длиной L:

Высота столба жидкости в капилляре:

При полном смачивании θ = 0°, cos θ = 1. В этом случае высота столба жидкости в капилляре станет равной:

При полном несмачивании θ = 180°, cos θ = –1 и, следовательно, h < 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

 

Электростатика

К оглавлению...

Электрический заряд

может быть найден по формуле:

Линейная плотность заряда:

Поверхностная плотность заряда:

Объёмная плотность заряда:

Закон Кулона (сила электростатического взаимодействия двух электрических зарядов):

Где: k - некоторый постоянный электростатический коэффициент, который определяется следующим образом:

Напряжённость электрического поля находится по формуле (хотя чаще эту формулу используют для нахождения силы действующей на заряд в данном электрическом поле):

Принцип суперпозиции для электрических полей (результирующее электрическое поле равно векторной сумме электрических полей составляющих его):

Напряженность электрического поля, которую создает заряд Q на расстоянии r от своего центра:

Напряженность электрического поля, которую создает заряженная плоскость:

Потенциальная энергия взаимодействия двух электрических зарядов выражается формулой:

Электрическое напряжение это просто разность потенциалов, т. е. определение электрического напряжения может быть задано формулой:

В однородном электрическом поле существует связь между напряженностью поля и напряжением:

Работа электрического поля может быть вычислена как разность начальной и конечной потенциальной энергии системы зарядов:

Работа электрического поля в общем случае может быть вычислена также и по одной из формул:

В однородном поле при перемещении заряда вдоль его силовых линий работа поля может быть также рассчитана по следующей формуле:

Определение потенциала задаётся выражением:

Потенциал, который создает точечный заряд или заряженная сфера:

Принцип суперпозиции для электрического потенциала (результирующий потенциал равен скалярной сумме потенциалов полей составляющих итоговое поле):

Для диэлектрической проницаемости вещества верно следующее:

Определение электрической ёмкости задаётся формулой:

Ёмкость плоского конденсатора:

Заряд конденсатора:

Напряжённость электрического поля внутри плоского конденсатора:

Сила притяжения пластин плоского конденсатора:

Энергия конденсатора (вообще говоря, это энергия электрического поля внутри конденсатора):

Объёмная плотность энергии электрического поля:

 

Электрический ток

К оглавлению. ..

Сила тока может быть найдена с помощью формулы:

Плотность тока:

Сопротивление проводника:

Зависимость сопротивления проводника от температуры задаётся следующей формулой:

Закон Ома (выражает зависимость силы тока от электрического напряжения и сопротивления):

Закономерности последовательного соединения:

Закономерности параллельного соединения:

Электродвижущая сила источника тока (ЭДС) определяется с помощью следующей формулы:

Закон Ома для полной цепи:

Падение напряжения во внешней цепи при этом равно (его еще называют напряжением на клеммах источника):

Сила тока короткого замыкания:

Работа электрического тока (закон Джоуля-Ленца). Работа А электрического тока протекающего по проводнику обладающему сопротивлением преобразуется в теплоту Q выделяющуюся на проводнике:

Мощность электрического тока:

Энергобаланс замкнутой цепи

Полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R1 и R2 на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:

Мощность потерь или мощность внутри источника тока:

Полная мощность, развиваемая источником тока:

КПД источника тока:

Электролиз

Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:

Где: n – валентность вещества, NA – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:

 

Магнетизм

К оглавлению...

Сила Ампера, действующая на проводник с током помещённый в однородное магнитное поле, рассчитывается по формуле:

Момент сил действующих на рамку с током:

Сила Лоренца, действующая на заряженную частицу движущуюся в однородном магнитном поле, рассчитывается по формуле:

Радиус траектории полета заряженной частицы в магнитном поле:

Модуль индукции B магнитного поля прямолинейного проводника с током I на расстоянии R от него выражается соотношением:

Индукция поля в центре витка с током радиусом R:

Внутри соленоида длиной l и с количеством витков N создается однородное магнитное поле с индукцией:

Магнитная проницаемость вещества выражается следующим образом:

Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину заданную формулой:

ЭДС индукции рассчитывается по формуле:

При движении проводника длиной l в магнитном поле B со скоростью v также возникает ЭДС индукции (проводник движется в направлении перпендикулярном самому себе):

Максимальное значение ЭДС индукции в контуре состоящем из N витков, площадью S, вращающемся с угловой скоростью ω в магнитном поле с индукцией В:

Индуктивность катушки:

Где: n - концентрация витков на единицу длины катушки:

Связь индуктивности катушки, силы тока протекающего через неё и собственного магнитного потока пронизывающего её, задаётся формулой:

ЭДС самоиндукции возникающая в катушке:

Энергия катушки (вообще говоря, это энергия магнитного поля внутри катушки):

Объемная плотность энергии магнитного поля:

 

Колебания

К оглавлению. ..

Уравнение описывающее физические системы способные совершать гармонические колебания с циклической частотой ω0:

Решение предыдущего уравнения является уравнением движения для гармонических колебаний и имеет вид:

Период колебаний вычисляется по формуле:

Частота колебаний:

Циклическая частота колебаний:

Зависимость скорости от времени при гармонических механических колебаниях выражается следующей формулой:

Максимальное значение скорости при гармонических механических колебаниях:

Зависимость ускорения от времени при гармонических механических колебаниях:

Максимальное значение ускорения при механических гармонических колебаниях:

Циклическая частота колебаний математического маятника рассчитывается по формуле:

Период колебаний математического маятника:

Циклическая частота колебаний пружинного маятника:

Период колебаний пружинного маятника:

Максимальное значение кинетической энергии при механических гармонических колебаниях задаётся формулой:

Максимальное значение потенциальной энергии при механических гармонических колебаниях пружинного маятника:

Взаимосвязь энергетических характеристик механического колебательного процесса:

Энергетические характеристики и их взаимосвязь при колебаниях в электрическом контуре:

Период гармонических колебаний в электрическом колебательном контуре определяется по формуле:

Циклическая частота колебаний в электрическом колебательном контуре:

Зависимость заряда на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре описывается законом:

Зависимость электрического тока протекающего через катушку индуктивности от времени при колебаниях в электрическом контуре:

Зависимость напряжения на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре:

Максимальное значение силы тока при гармонических колебаниях в электрическом контуре может быть рассчитано по формуле:

Максимальное значение напряжения на конденсаторе при гармонических колебаниях в электрическом контуре:

Переменный ток характеризуется действующими значениями силы тока и напряжения, которые связаны с амплитудными значениями соответствующих величин следующим образом. Действующее значение силы тока:

Действующее значение напряжения:

Мощность в цепи переменного тока:

Трансформатор

Если напряжение на входе в трансформатор равно U1, а на выходе U2, при этом число витков в первичной обмотке равно n1, а во вторичной n2, то выполняется следующее соотношение:

Коэффициент трансформации вычисляется по формуле:

Если трансформатор идеальный, то выполняется следующее соотношение (мощности на входе и выходе равны):

В неидеальном трансформаторе вводится понятие КПД:

Волны

Длина волны может быть рассчитана по формуле:

Разность фаз колебаний двух точек волны, расстояние между которыми l:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в некоторой среде:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в вакууме постоянна и равна с = 3∙108 м/с, она также может быть вычислена по формуле:

Скорости электромагнитной волны (в т. ч. света) в среде и в вакууме также связаны между собой формулой:

При этом показатель преломления некоторого вещества можно рассчитать используя формулу:

 

Оптика

К оглавлению...

Оптическая длина пути определяется формулой:

Оптическая разность хода двух лучей:

Условие интерференционного максимума:

Условие интерференционного минимума:

Формула дифракционной решетки:

Закон преломления света на границе двух прозрачных сред:

Постоянную величину n21 называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Если n1 > n2, то возможно явление полного внутреннего отражения, при этом:

Формула тонкой линзы:

Линейным увеличением линзы Γ называют отношение линейных размеров изображения и предмета:

 

Атомная и ядерная физика

К оглавлению. ..

Энергия кванта электромагнитной волны (в т.ч. света) или, другими словами, энергия фотона вычисляется по формуле:

Импульс фотона:

Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта (ЗСЭ):

Максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов при фотоэффекте может быть выражена через величину задерживающего напряжение Uз и элементарный заряд е:

Существует граничная частота или длинна волны света (называемая красной границей фотоэффекта) такая, что свет с меньшей частотой или большей длиной волны не может вызвать фотоэффект. Эти значения связаны с величиной работы выхода следующим соотношением:

Второй постулат Бора или правило частот (ЗСЭ):

В атоме водорода выполняются следующие соотношения, связывающие радиус траектории вращающегося вокруг ядра электрона, его скорость и энергию на первой орбите с аналогичными характеристиками на остальных орбитах:

На любой орбите в атоме водорода кинетическая (К) и потенциальная (П) энергии электрона связаны с полной энергией (Е) следующими формулами:

Общее число нуклонов в ядре равно сумме числа протонов и нейтронов:

Дефект массы:

Энергия связи ядра выраженная в единицах СИ:

Энергия связи ядра выраженная в МэВ (где масса берется в атомных единицах):

Формула альфа-распада:

Формула бета-распада:

Закон радиоактивного распада:

Ядерные реакции

Для произвольной ядерной реакции описывающейся формулой вида:

Выполняются следующие условия:

Энергетический выход такой ядерной реакции при этом равен:

 

Основы специальной теории относительности (СТО)

К оглавлению. ..

Релятивистское сокращение длины:

Релятивистское удлинение времени события:

Релятивистский закон сложения скоростей. Если два тела движутся навстречу друг другу, то их скорость сближения:

Релятивистский закон сложения скоростей. Если же тела движутся в одном направлении, то их относительная скорость:

Энергия покоя тела:

Любое изменение энергии тела означает изменение массы тела и наоборот:

Полная энергия тела:

Полная энергия тела Е пропорциональна релятивистской массе и зависит от скорости движущегося тела, в этом смысле важны следующие соотношения:

Релятивистское увеличение массы:

Кинетическая энергия тела, движущегося с релятивистской скоростью:

Между полной энергией тела, энергией покоя и импульсом существует зависимость:

 

Равномерное движение по окружности

К оглавлению...

В качестве дополнения, в таблице ниже приводим всевозможные взаимосвязи между характеристиками тела равномерно вращающегося по окружности (T – период, N – количество оборотов, v – частота, R – радиус окружности, ω – угловая скорость, φ – угол поворота (в радианах), υ – линейная скорость тела, an – центростремительное ускорение, L – длина дуги окружности, t – время):

 

Расширенная PDF версия документа "Все главные формулы по школьной физике":

К оглавлению. ..

Мощность переменного тока. Мощность тока через катушку, резистор, конденсатор

 

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: переменный ток, вынужденные электромагнитные колебания.

Переменный ток несёт энергию. Поэтому крайне важным является вопрос о мощности в цепи переменного тока.

Пусть и — мгновенные значение напряжения и силы тока на данном участке цепи. Возьмём малый интервал времени — настолько малый, что напряжение и ток не успеют за это время сколько-нибудь измениться; иными словами, величины и можно считать постоянными в течение интервала .

Пусть за время через наш участок прошёл заряд (в соответствии с правилом выбора знака для силы тока заряд считается положительным, если он переносится в положительном направлении, и отрицательным в противном случае). Электрическое поле движущихся зарядов совершило при этом работу

Мощность тока — это отношение работы электрического поля ко времени, за которое эта работа совершена:

(1)

Точно такую же формулу мы получили в своё время для постоянного тока. Но в данном случае мощность зависит от времени, совершая колебания вместе током и напряжением; поэтому величина (1) называется ещё мгновенной мощностью.

Из-за наличия сдвига фаз сила тока и напряжение на участке не обязаны совпадать по знаку (например, может случиться так, что напряжение положительно, а сила тока отрицательна, или наоборот). Соответственно, мощность может быть как положительной, так и отрицательной. Рассмотрим чуть подробнее оба этих случая.

1. Мощность положительна: . Напряжение и сила тока имеют одинаковые знаки. Это означает, что направление тока совпадает с направлением электрического поля зарядов, образующих ток. В таком случае энергия участка возрастает: она поступает на данный участок из внешней цепи (например, конденсатор заряжается).

2. Мощность отрицательна: . Напряжение и сила тока имеют разные знаки. Стало быть, ток течёт против поля движущихся зарядов, образующих этот самый ток.

Как такое может случиться? Очень просто: электрическое поле, возникающее на участке, как бы «перевешивает» поле движущихся зарядов и «продавливает» ток против этого поля. В таком случае энергия участка убывает: участок отдаёт энергию во внешнюю цепь (например, конденсатор разряжается).

Если вы не вполне поняли, о чём только что шла речь, не переживайте — дальше будут конкретные примеры, на которых вы всё и увидите.

 

Мощность тока через резистор

 

Пусть переменный ток протекает через резистор сопротивлением . Напряжение на резисторе, как нам известно, колеблется в фазе с током:

Поэтому для мгновенной мощности получаем:

(2)

График зависимости мощности (2) от времени представлен на рис. 1. Мы видим, что мощность всё время неотрицательна — резистор забирает энергию из цепи, но не возвращает её обратно в цепь.

Рис. 1. Мощность переменного тока через резистор

Максимальное значение нашей мощности связано с амплитудами тока и напряжения привычными формулами:

На практике, однако, интерес представляет не максимальная, а средняя мощность тока. Это и понятно. Возьмите, например, обычную лампочку, которая горит у вас дома. По ней течёт ток частотой Гц, т. е. за секунду совершается колебаний силы тока и напряжения. Ясно, что за достаточно продолжительное время на лампочке выделяется некоторая средняя мощность, значение которой находится где-то между и . Где же именно?

Посмотрите ещё раз внимательно на рис. 1. Не возникает ли у вас интуитивное ощущение, что средняя мощность соответствует «середине» нашей синусоиды и принимает поэтому значение ?

Это ощущение совершенно верное! Так оно и есть. Разумеется, можно дать математически строгое определение среднего значения функции (в виде некоторого интеграла) и подтвердить нашу догадку прямым вычислением, но нам это не нужно. Достаточно интуитивного понимания простого и важного факта:

среднее значение квадрата синуса (или косинуса) за период равно .

Этот факт иллюстрируется рисунком 2.

Рис. 2. Среднее значение квадрата синуса равно

Итак, для среднего значения мощности тока на резисторе имеем:

(3)

В связи с этими формулами вводятся так называемые действующие (или эффективные) значения напряжения и силы тока (на самом деле это есть не что иное, как средние квадратические значения напряжения и тока. Такое у нас уже встречалось: средняя квадратическая скорость молекул идеального газа (листок «Уравнение состояния идеального газа»):

(4)

Формулы (3), записанные через действующие значения, полностью аналогичны соответствующим формулам для постоянного тока:

Поэтому если вы возьмёте лампочку, подключите её сначала к источнику постоянного напряжения , а затем к источнику переменного напряжения с таким же действующим значением , то в обоих случаях лампочка будет гореть одинаково ярко.

Действующие значения (4) чрезвычайно важны для практики. Оказывается, вольтметры и амперметры переменного тока показывают именно действующие значения (так уж они устроены). Знайте также, что пресловутые вольт из розетки — это действующее значение напряжения бытовой электросети.

 

Мощность тока через конденсатор

 

Пусть на конденсатор подано переменное напряжение . Как мы знаем, ток через конденсатор опережает по фазе напряжение на :

Для мгновенной мощности получаем:

График зависимости мгновенной мощности от времени представлен на рис. 3.

Рис. 3. Мощность переменного тока через конденсатор

Чему равно среднее значение мощности? Оно соответствует «середине» синусоиды и в данном случае равно нулю! Мы видим это сейчас как математический факт. Но интересно было бы с физической точки зрения понять, почему мощность тока через конденсатор оказывается нулевой.

Для этого давайте нарисуем графики напряжения и силы тока в конденсаторе на протяжении одного периода колебаний (рис. 4).

Рис. 4. Напряжение на конденсаторе и сила тока через него

Рассмотрим последовательно все четыре четверти периода.

1. Первая четверть, . Напряжение положительно и возрастает. Ток положителен (течёт в положительном направлении), конденсатор заряжается. По мере увеличения заряда на конденсаторе сила тока убывает.

Мгновенная мощность положительна: конденсатор накапливает энергию, поступающую из внешней цепи. Эта энергия возникает за счёт работы внешнего электрического поля, продвигающего заряды на конденсатор.

2. Вторая четверть, . Напряжение продолжает оставаться положительным, но идёт на убыль. Ток меняет направление и становится отрицательным: конденсатор разряжается против направления внешнего электрического поля.В конце второй четверти конденсатор полностью разряжен.

Мгновенная мощность отрицательна: конденсатор отдаёт энергию. Эта энергия возвращается в цепь: она идёт на совершение работы против электрического поля внешней цепи (конденсатор как бы «продавливает» заряды в направлении, противоположном тому, в котором внешнее поле «хочет» их двигать).

3. Третья четверть, . Внешнее электрическое поле меняет направление: напряжение отрицательно и возрастает по модулю. Сила тока отрицательна: идёт зарядка конденсатора в отрицательном направлении.

Ситуация полностью аналогична первой четверти, только знаки напряжения и тока — противоположные. Мощность положительна: конденсатор вновь накапливает энергию.

4. Четвёртая четверть, . Напряжение отрицательно и убывает по модулю. Конденсатор разряжается против внешнего поля: сила тока положительна.

Мощность отрицательна: конденсатор возвращает энергию в цепь. Ситуация аналогична второй четверти — опять-таки с заменой заменой знаков тока и напряжения на противоположные.

Мы видим, что энергия, забранная конденсатором из внешней цепи в ходе первой четверти периода колебаний, полностью возвращается в цепь в ходе второй четверти. Затем этот процесс повторяется вновь и вновь. Вот почему средняя мощность, потребляемая конденсатором, оказывается нулевой.

 

Мощность тока через катушку

 

Пусть на катушку подано переменное напряжение . Ток через катушку отстаёт по фазе от напряжения на :

Для мгновенной мощности получаем:

Снова средняя мощность оказывается равной нулю. Причины этого, в общем-то, те же, что и в случае с конденсатором. Рассмотрим графики напряжения и силы тока через катушку за период (рис. 5).

Рис. 5. Напряжение на катушке и сила тока через неё

Мы видим, что в течение второй и четвёртой четвертей периода энергия поступает в катушку из внешней цепи. В самом деле, напряжение и сила тока имеют одинаковые знаки, сила тока возрастает по модулю; для создания тока внешнее электрическое поле совершает работу против вихревого электрического поля, и эта работа идёт на увеличение энергии магнитного поля катушки.

В первой и третьей четвертях периода напряжение и сила тока имеют разные знаки: катушка возвращает энергию в цепь. Вихревое электрическое поле, поддерживающее убывающий ток, двигает заряды против внешнего электрического поля и совершает тем самым положительную работу. А за счёт чего совершается эта работа? За счёт энергии, накопленной ранее в катушке.

Таким образом, энергия, запасаемая в катушке за одну четверть периода, полностью возвращается в цепь в ходе следующей четверти. Поэтому средняя мощность, потребляемая катушкой, оказывается равной нулю.

 

Мощность тока на произвольном участке

 

Теперь рассмотрим самый общий случай. Пусть имеется произвольный участок цепи — он может содержать резисторы, конденсаторы, катушки...На этот участок подано переменное напряжение .

Как мы знаем из предыдущего листка «Переменный ток. 2», между напряжением и силой тока на данном участке имеется некоторый сдвиг фаз . Мы записывали это так:

Тогда для мгновенной мощности имеем:

(5)

Теперь нам хотелось бы определить, чему равна средняя мощность. Для этого мы преобразуем выражение (5), используя формулу:

В результате получим:

(6)

Но среднее значение величины равно нулю! Поэтому средняя мощность оказывается равной:

(7)

Данную формулу можно записать с помощью действующих значений (4) напряжения и силы тока:

Формула (7) охватывает все три рассмотренные выше ситуации. В случае резистора имеем , и мы приходим к формуле (3). Для конденсатора и катушки , и средняя мощность равна нулю.

Кроме того, формула (7) даёт представление о весьма общей проблеме, связанной с передачей электроэнергии. Чрезвычайно важно, чтобы у потребителя был как можно ближе к единице. Иначе потребитель начнёт возвращать значительную часть энергии назад в сеть (что ему совсем невыгодно), и к тому же возвращаемая энергия будет безвозвратно расходоваться на нагревание проводов и других элементов цепи.

С этой проблемой приходится сталкиваться разработчикам электрических схем, содержащих электродвигатели. Обмотки электродвигателей обладают большими индуктивностями, и возникает ситуация, близкая к «чистой» катушке. Чтобы избежать бесполезного циркулирования энергии по сети, в цепь включают дополнительные элементы, сдвигающие фазу — например, так называемые компенсирующие конденсаторы.

Основные электротехнические формулы. Мощность. Сопротивление. Ток. Напряжение. Закон Ома.


Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Понятия и формулы для электричества и магнетизма.  / / Основные электротехнические формулы. Мощность. Сопротивление. Ток. Напряжение. Закон Ома.

Основные электротехнические формулы. Мощность. Сопротивление. Ток. Напряжение. Закон Ома.

Цепь постоянного тока (или, строго говоря, цепь без комплексного сопротивления)

Применимость формул: пренебрегаем зависимостью сопротивлений от силы тока.

P = мощность (Ватт)

U = напряжение (Вольт)

I = ток (Ампер)

R = сопротивление (Ом)

r = внутреннее сопротивление источнка ЭДС

ε = ЭДС источника

Тогда для всей цепи:

  • I=ε/(R +r) - закон Ома для всей цепи.

И еще ниже куча формулировок закона Ома для участка цепи :

Электрическое напряжение:

  • U = R* I - Закон Ома для участка цепи
  • U = P / I
  • U = (P*R)1/2

Электрическая мощность:

  • P= U* I
  • P= R* I2
  • P = U 2/ R

Электрический ток:

  • I = U / R
  • I = P/ E
  • I = (P / R)1/2

Электрическое сопротивление:

  • R = U / I
  • R = U 2/ P
  • R = P / I2

НЕ ЗАБЫВАЕМ: Законы Кирхгофа они же Правила Кирхгофа для тока и напряжения.

Цепь переменного синусоидального тока c частотой ω.

Применимость формул: пренебрегаем зависимостью сопротивлений от силы тока и частоты.

Напомним, что любой сигнал, может быть с любой точностью разложен в ряд Фурье, т.е. в предположении, что параметры сети частотнонезависимы - данная формулировка применима ко всем гармоникам любого сигнала.

Закон Ома для цепей переменного тока:

где:

Естественно, применительно к цепям переменного тока можно говорить и об активной/реактивной мощности.

  • U = U0eiωt  напряжение или разность потенциалов,
  • I  сила тока,
  • Z = Reiφ  комплексное сопротивление (импеданс)
  • R = (Ra2+Rr2)1/2  полное сопротивление,
  • Rr = ωL — 1/ωC  реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
  • Rа  активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
  • φ = arctg Rr/Ra — сдвиг фаз между напряжением и током.
Дополнительная информация:
  1. Электростатика.
  2. Закон Ома.
  3. Законы Кирхгофа они же Правила Кирхгофа для тока и напряжения.
  4. Формулы. Электрическое сопротивление проводника при постоянном токе, зависимость сопротивления проводника от температуры, индуктивное и ёмкостное (реактивное) сопротивление, полное реактивное сопротивление, полное сопротивление цепи при переменном токе
  5. Коэффициент мощности (cos φ, косинус фи ), Полная (кажущаяся), активная и реактивная мощность электродвигателя=электромотора и не только его. Коэффициент мощности для трехфазного электродвигателя.



Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.
TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected] ru

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

5.3. Мощность силы

нальности (∂f ∂ϕ)2 . Отсюда видно, что коэффициент инерции объекта зави-

сит от выбора обобщенной координаты и может быть пересчитан.

КЭ нестационарной голономной одностепенной системы имеет струк-

туру квадратного полинома относительно обобщенной скорости q&, коэффи-

циенты которой в общем случае зависят от q и t:

2T = aq&2 +2a1q& +2a0 , при a = a(q,t), a1 = a1 (q,t), a0 = a0 (q,t) (5. 10)

Размерность коэффициентов a, a0 ,a1 определяем по принципу Л.Эйлера: все слагаемые в выражениях должны иметь одинаковую размерность.

Область пространства, в которой к материальному объекту приложена сила, называется векторным силовым полем. Эта область может быть трехмерной (например-шаровой), либо двумерной, либо представлять отрезок прямой или кривой линии. Обычно считают, что сила зависит только от координат (x, y, z) точки приложения силы, либо - от одной или двух координат, либо – постоянная по модулю и направлению. Допускаются также случаи, когда силы зависят и от скорости точки и от времени, т.е. сила задана в области пространства координат, скоростей, времени. Встречаются случаи, ко-

гда сила зависит от ускорения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в мгновение t в системе отсчета Oxyz называется

 

 

Мощностью силы F

скаляр, равный скалярному произведению силы

 

на скорость точки прило-

F

жения силы v в этой системе:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м/c=Вт)

(5. 11)

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

=

 

 

+

 

+

 

=

& +

& +

&

 

P

F

v

Fv cos(F,v )

Xvx

Yvy

Zvz

 

 

 

 

 

 

 

Xx

Yy

Zz,(Н

 

 

Согласно данному определению мощность силы есть положительный скаляр, если угол между силой и скоростью острый (в этом случае сила способствует движению, нарастанию кинетической энергии) и отрицательна, если угол тупой. (когда сила замедляет движение). Мощность силы равна нулю, если сила перпендикулярна к скорости точки приложения силы, или в случае, если точка приложения силы не имеет скорости.

Мощности в двух системах отсчета различны в случае, если системы движутся одна относительно другой, поэтому следует указывать систему отсчета, в которой вычисляется мощность сил.

Мощность сил трения, также как и других диссипативных сил, направленных против движения, отрицательна.

Мощность силы сцепления колеса с дорогой (если нет проскальзывания колеса) равна нулю, поскольку точка приложения силы не имеет скорости.

Рассмотрим случай, когда силы зависят только от положения точки при-

ложения и мощность

 

 

&

P = Xx +Yy + Zz приводится к виду P =U , где

 

& &

&

 

U (x, y, z) - функция положения точки приложения силы, т. е. – функция декартовых (или обобщенных) координат. В этом случае силу F(x, y, z) называют потенциальной, а “силовую функцию” U с обратным знаком, называют

74

потенциальной энергией: П(x, y, z) = −U (x, y, z) . Область пространства, в ко-

торой на тело действует потенциальная сила, называется потенциальным силовым полем. Под знаком производной можно добовлять любую константу, поэтому силовая функция и потенциальная энергия определяется с точностью до константы, определяющей уровень отсчета. В общем случае, потенциальную энергию можно определить как функцию П(q1,..., qn ) , получаемую

путем преобразования мощности к виду: P = −П&(q1,..., qn ) , где qs – обобщен-

ные координаты.

Пусть тело произвольно движется в пространстве, т.е. оно перемещается вместе с полюсом O со скоростью vO и вращается с угловой скоростью ω.

Мощность пары сил, приложенной к твердому телу, не зависит от скорости полюса. Она равна скалярному произведению момента пары сил и угловой скорости.

 

 

 

 

 

 

 

(5.12)

P = M

ω

= Mω cos(M ,ω

) = M xωx + M yωy + M zωz ,

где M — момент пары сил, ω — угловая скорость твердого тела, которая, как известно, не зависит от выбора полюса. Мощность диссипативных пар сил отрицательна. Мощность пары сил не зависит от места приложения её к телу. Мощность пары сил трения в подшипнике отрицательная, поскольку момент трения и угловая скорость вращения противонаправлены.

Мощность системы сил, приложенных к твердому телу, равна скалярному произведению главного вектора R системы на скорость любого полюса тела, сложенному со скалярным произведением главного момента M 0 сил относительно этого полюса на угловую скорости тела:

P =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

vO + M

O ω

при R = ∑Fi , MO = ∑ri ×Fi .

(5.13)

5.4. Работа и потенциальная энергия

Элементарной работой силы в выбранной системе координат Oxyz (неподвижной или подвижной) называется бесконечно малая величина, равная скалярному произведению силы на элементарное перемещение точки приложения силы в этой системе:

 

 

 

 

 

(5.14)

d ′A = F

dr = Xdx +Ydy + Zdz = F | dr | cos(F,dr ), (Н м=Дж)

Здесь через d΄A обозначена бесконечно малая работа, совершаемая силой за бесконечно малый интервал времени, dr - элементарное перемещение, сонаправленное со скоростью точки. Штрихом отмечено, что d΄A не всегда является полным дифференциалом от некоторой функции.

Очевидно, что произведение Pdt равно элементарной работе d΄A:

и наоборот, мощность равна отношению элементарной работы к элементар-

ному времени:

 

P=d΄A/dt .

(5.16)

 

75

Мощность, умноженная на малый интервал времени ∆t, есть приближенное значение работы ∆A силы за этот интервал, мощность приближенно равна работе силы за 1 сек. Работой силы за конечный интервал времени [t1, t2] называется определенный интеграл от мощности по времени:

t2

t2

(5.17)

A12 = ∫Pdt = ∫

 

vdt при v = r& = dr / dt .

 

F

 

t1

t1

 

Для расчета работы по данной общей формуле необходимо знать мощность как функцию времени или силу и скорость в виде функций только времени t. Но в некоторых частных случаях (случай потенциальной силы, случай постоянной силы трения при неизменном направлении движения) возможно вычисление работы без применения кинематических уравнений движения точки приложения силы, достаточно знать только начальное и конечное положение точки.

Рассмотрим движение точки приложения силы по отношению к двум системам отсчета, движущимся одна относительно другой. Скорость точки в двух системах различна, поэтому и мощность силы будет различной. Таким образом, понятия мощность, работа, формулируется по отношению к конкретной системе отсчета, преимущественно – по отношению к ИСО или ПСО (инерционной или поступательной системам отсчета).

Определение Сила F называется потенциальной, а ее силовое поле -

потенциальным силовым полем, если выполнены два условия:

1) Сила удовлетворяет одному из следующих условий: сила постоянна по величине и направлению F = const или зависит только от координат точки (всех трех или части) ее приложения, т.е. F = F(x, y, z).

2) Элементарная работа d′A силы есть полный дифференциал от некоторой функции координат, либо мощность силы в любой момент времени равна полной производной по времени от некоторой функции Π(x, y, z)

(с выделенным знаком минус) :

 

(5. 18)

&

d A = −dΠ(x, y, z) или P = −Π(x, y, z).

 

Функция П(x,y,z), получаемая посредством преобразования выражения элементарной работы, либо из выражения мощности, называется по-

тенциальной энергией потенциального силового поля в точке M(x, y, z).

Тем самым векторному силовому полю силы F (x, y, z) сопоставляется

математически более простое поле скалярной функции трех переменных П(x, y, z), либо - функции двух переменных П(x,y), либо - функции одной переменной П(x)

Потенциальная энергия может быть представлена не только в декартовой системе координат, но также — в цилиндрической, сферической системах координат, в общем она является функцией некоторых обобщенных коорди-

нат П(q1, q2, q3).

76

Поверхности, определенные уравнением П(q1, q2, q3)=C, где C - произвольно назначаемый постоянный параметр, называются эквипотенциальными поверхностями.

Заметим, что под знаком дифференциала всегда можно прибавить или вычесть любую константу, так что функция П в формуле (5.18) определяется с точностью до константы. Константу произвольно назначают, например, полагают равной нулю, выбирая тем самым уровень отсчета семейства эквипотенциальных поверхностей.

Мощность потенциальной силы равна взятой со знаком минус произ-

водной по времени от потенциальной энергии P = −Π& . Подставим это выражение в определенный интеграл (5.17). Получим выражение работы потенциальной силы на конечном перемещении точки приложения силы, осуществленном за конечный промежуток времени:

A12 = П(x1, y1, z1) – П(x2, y2, z2) = П1 – П2.

(5.19)

Таким образом, работа потенциальной силы при ее перемещении за ин-

тервал [t1, t2] из точки M1(x1, y1, z1) в точку M2(x2, y2, z2) по любой траектории равна убыли потенциальной энергии на этом перемещении, т. е. равна разно-

сти потенциальных энергий в первой и второй точках потенциального поля. Работа потенциальной силы не зависит от формы траектории, соединяющей две точки. В частности, работа потенциальной силы на любой замкнутой траектории равна нулю, а работа при переходе точки приложения силы с эквипотенциальной поверхности П=С1 на поверхность П=С2 равна разно-

сти констант: А12=С1-С2.

Частный случай В качестве начальной точки M1(x1, y1, z1) возьмем любую точку M(x, y, z) потенциального поля, а в качестве M2(x2, y2, z2) возьмем такую точку поля M(xO, yO, zO), в которой потенциальная энергия принята равной

нулю. В этом случае формула (5.19) принимает вид

 

П(x, y, z) = AMO = –AOM.

(5.20)

Получаем следующую физическую интерпретацию. Потенциальная энергия в любой точке M потенциального поля равна работе приложенной силы при перемещении ее точки приложения из положения M по любой гладкой или негладкой траектории в такое положение, в котором потенциальная энергия принята равной нулю, а также равна взятой со знаком минус работе силы на перемещении в положение M(x,y,z) из “нулевого” положения, в котором потенциальная энергия принята равной нулю.

Пример 1 Найдем потенциальную энергию силы тяжести G = −Gk , про-

тивонаправленной с ортом k вертикальной оси Oz системы Oxyz. Методом элементарной работы получаем:

d΄A = Gxdx + Gydy + Gzdz = –Gdz = – d(Gz) => П = Gz.

Методом мощности получаем

P = Gx x& +Gy y& +Gz z& = −Gz& = −(Gz) Π = Gz.

Таким образом, потенциальная энергия силы тяжести равна произведению веса материальной точки на высоту расположения точки M над плоскостью Oxy, удовлетворяющей условию z = 0. Здесь плоскость Oxy назначена

77

нулевой эквопотенциальной плоскостью. Потенциальная энергия силы тяжести отрицательна в точках, расположенных под плоскостью Oxy, при z < 0. На любых горизонтальных плоскостях данная потенциальная энергия одинакова во всех точках, т.е. горизонтальные плоскости являются эквипотенциальными поверхностями. Работа силы тяжести на перемещении с плоскости уровня z = z1 на плоскость z = z2 определяется по формуле:

A12 = П1 – П2 = G(z1 – z2) = ± Gh при h = |z1–z2|.

Эта работа пропорциональна разности (убыли) уровней, она отрицательна, если первый уровень ниже, чем второй.

Замечание. В случае если ось Oz направлена вниз, получаем формулу с обратным знаком: П = –Gz.

Пример 2. Потенциальная энергии силы упругости пружины. Силовое поле горизонтальной пружины имеет вид горизонтальной оси Ox. Начало оси совместим со свободным концом недеформированной пружины, x — деформация растяжения пружины при x > 0, или сжатия пружины при x < 0. Упругая сила пружины F = −cxi , где i — орт оси x. Она всегда направлена противоположно деформации. Методом мощности находим потенциальную энергию силы упругости

P = Fx x = −c x x = −(c x

2

&

, отсюда

Π = cx

2

/ 2

 

/ 2)

 

&

&

 

 

 

 

 

 

Вообразим, что пружина очень медленно растягивается внешней силой,

медленно нарастающей от нуля до значения F вн = cxi . Считаем, что в каждый момент времени упругая сила пружины уравновешивает внешнию силу.

Среднее значение величины силы F вн на интервале [0, x] равно: Fcр = cx / 2 .

Упругая сила пружины, совершая при этом отрицательную работу по сопротивлению растягиванию, запасает в пружине положительную потенциальную

энергию, равную Π = F x = cx2 / 2.

 

 

 

 

ср

 

Работа упругой силы на деформации

= x2 − x1 равна A12 = (x22 – x12)c/2.

Очевидно, что A12 < 0 при x1 < x2 и A12 > 0 при x1 > x2

Пример

3. Сила тяготения Земли

по закону "обратных квадратов":

F =γm m / r2 ,

 

 

= −γm mr / r3 , где r — радиус-вектор материальной точки в

F

1

1

 

геоцентрической системе отсчета, γ = 6,672·10–11 (м3/(кг·с2) — постоянная тя-

готения, r / r = e — орт радиус-вектора тела (материальной точки), проведенного из центра Земли, m1 = 6·1024 (кг)— масса Земли, m — масса тела, γm1 =

3986·1011 (м3/с2) - геоцентрическая гравитационная постоянная. Учитывая

тождества r r = r2 ,

r

dr

= rdr

находим ,

 

 

 

 

 

 

 

 

γm1m

 

 

 

 

γm1m

 

γm1m

 

 

γm1m

 

 

 

d A = −

r3

r dr = −

r2

dr = d (−

 

r

 

)

Π(r) = −

r

.

 

 

Отметим, что П(r)→0 при r→∞, следовательно, потенциальная энергия

на бесконечности принята равной нулю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 4. Работа постоянной по величине и направлению силы

 

на

F

прямолинейном векторе перемещения s

,

образующим с силой угол α. Име-

ем работу на перемещении [0, s]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

Что такое мощность двигателя и крутящий момент. Как рассчитать мощность мотора

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 154

Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

где:

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

где:

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

где:

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Формула мощности электрического тока

При создании новой проводки часто возникает необходимость рассчитать мощность электроприборов, находящихся в одной комнате или на одной линии. У многих людей с этим возникают проблемы. В этой статье мы разберем, какая формула мощности электрического тока используется для подсчета и как правильно ей пользоваться.

Введение

Подсчет мощности силы тока потребления необходим для того, чтобы правильно рассчитать сечение проводов, купить автоматы и защитить систему от перегрузок и возгорания. Расчет общей суммы также поможет владельцу правильно выбрать стабилизатор на вход в квартиру. Неверные расчеты могут привести к серьезным последствиям, поэтому внимательно отнеситесь к информации, описанной в нашей статье.

Основные правила и понятия

Рассчитываем силу тока

В работающей сети силу тока можно легко узнать при помощи мультиметра, переключив его в режим амперметра. Но этот вариант подходит только в том случае, если все уже работает. Мы же пытаемся сделать расчет согласно проекту, поэтому хитрость с амперметром нам не подходит.

Для чего нужно знать силу тока? Для правильного выбора сечения кабеля и автомата. Считается она по формуле I=P/(U×cosφ), где I – это сила тока, P – мощность прибора, U – напряжение в сети. Представленная выше формула справедлива для однофазной сети. Для трехфазной используется I=P/(1,73×U×cosφ). Косинус Фи в нашем случае показывает коэффициент мощности.

Пример: на одной линии висит холодильник мощностью 150 Вт, микроволновка (800 Вт), электрочайник (1300 Вт) и блендер (1500 Вт). Все это включено одновременно. Находим действующую силу тока: I=(150+800+1300+1500)/220*0.95=17.94 Ампера. Для подобной нагрузки необходим кабель на 2.5 мм2 и автомат на 25 Ампер.

Как найти мощность устройств, работающих на одной линии? Нужно сложить все паспортные данные на этих потребителей. Косинус Фи принят за 0,95, что является наиболее приближенным к реальности, хотя в некоторых случаях его принимают за 1.

Если в сеть подключаются “жирные” потребители, такие как бойлер, духовой шкаф, электрокотел или электрический твердый пол, то разумнее использовать коэффициент фи на уровне 0,8. Соответственно, для одной фазы считается напряжение на 220 вольт, для трех фаз – 380 вольт.

Немного теории

Теперь давайте рассмотрим действующую формулу электрической мощности. Прежде всего разберем, что это вообще такое. Мощностью называют скорость, с которой энергия перетекает из одного вида в другой, преобразуется или потребляется. Она измеряется в ваттах. Ток силой в один ампер обладает мощностью в один ватт при имеющейся разности потенциалов в один ватт.

Силу тока можно замерить амперметром или мультиметром

Для подсчета используется формула P = I*U. Этот показатель показывает, сколько “кушает” прибор при работе.

Внимание: существуют различные виды мощности. Их необходимо отличать, чтобы правильно собрать проводку и рассчитать нормативы для закупки кабелей и автоматов.

Виды

Существует два основных типа показателей:

  1. Номинальная. Та, которую устройство потребялет за единицу времени. Для холодильника это 150 ватт, для микроволновки, в зависимости от настроек – 600-800 ватт, для лампочки 65 или 99 ватт и пр.
  2. Стартовая. Формула расчета мощности этого типа не отличается от классической, несмотря на то, что стартовая может превышать на порядок номинальную. К примеру, тот же холодильник в момент старта потребляет до 2 кВт энергии, необходимой на запуск двигателя и всех систем.

Главное, что нужно знать о стартовой мощности – она временная и краткосрочная, но ее нужно обязательно учитывать при создании проводки. Обычно для этого делается запас. К примеру, кабель на 2,5 квадрата выдерживает до 4,5 кВт и на него ставится автомат на 25А. Поэтому, если у вас суммарный коэффициент по линии доходит до 4 или 4.3, то лучше не рисковать и поставить дополнительную линию, чем в один прекрасный момент ваша проводка просто сгорит.

Зная, чему равна мощность электрического тока для каждого устройства, находящегося на линии, выделите те, которые вполне могут работать одновременно. Почитайте о технических характеристиках своих устройств, после чего сложите мощность всех подключенных. Затем добавьте к получившемуся числу 30% на всякие тяги и помехи – вот это и станет запасом для стартовых неприятностей.

Как рассчитать мощность на основе силы и скорости

  1. Образование
  2. Наука
  3. Физика
  4. Как рассчитать мощность на основе силы и скорости

Стивен Хольцнер

В физике вы можете рассчитать мощность на основе сила и скорость. Поскольку работа равна силе, умноженной на расстояние, вы можете записать уравнение для мощности следующим образом, предполагая, что сила действует вдоль направления движения:

, где s - пройденное расстояние.Однако скорость объекта v, составляет всего с, делить на t, , поэтому уравнение распадается на

Интересный результат - мощность равна силе, умноженной на скорость? Ага, вот что там написано. Однако, поскольку вам часто приходится учитывать ускорение при приложении силы, вы обычно пишете уравнение в терминах средней мощности и средней скорости:

Вот пример. Предположим, ваш брат купил себе шикарную новую машину.Вы думаете, что он маленький, но он утверждает, что у него более 100 лошадиных сил. «Хорошо», - говорите вы, доставая свой блокнот. «Давай проверим это».

Масса машины вашего брата

На большом треке Physics Test Track на окраине города вы измеряете его ускорение как 4,60 м / сек. 2 за 5,00 секунд, когда машина трогалась с места. Сколько это лошадиных сил?

Вы знаете, что

, поэтому все, что вам нужно рассчитать, - это средняя скорость и чистая приложенная сила.Сначала возьмите чистую силу. Вы знаете, что F = мА, , поэтому вы можете подставить значения, чтобы получить

Итак, сила, прикладываемая для устойчивого ускорения автомобиля, составляет 5060 ньютонов. Теперь все, что вам нужно, это средняя скорость. Скажем, начальная скорость была v i и конечная скорость v f . Вы знаете, что v i = 0 м / с, а что такое v f ? Ну, вы также знаете, что, поскольку ускорение было постоянным, верно следующее уравнение:

v f = v i + at

Как это бывает, вы знаете, что ускорение и время, за которое автомобиль был ускорен:

v f = 0 м / с + (4.60 м / с 2 ) (5,00 с) = 23,0 м / с

Поскольку ускорение было постоянным, средняя скорость составляет

Поскольку v i = 0 м / с, это разбивается на

Добавление чисел дает вам среднюю скорость:

Отлично - теперь вы знаете прилагаемую силу и среднюю скорость. Вы можете использовать уравнение

, чтобы найти среднюю мощность. В частности

Еще нужно перевести в лошадиные силы.Одна лошадиная сила = 745,7 Вт, поэтому

Следовательно, автомобиль развивал в среднем 78,0 лошадиных сил, а не 100 лошадиных сил. «Крысы», - говорит ваш брат. «Я требую пересчета».

Итак, вы согласны рассчитать мощность другим способом. Вы знаете, что вы также можете рассчитать среднюю мощность как работу, разделенную на время:

А работа, выполняемая машиной, - это разница в начальной и конечной кинетической энергии:

W = KE f - KE i

Автомобиль завелся в состоянии покоя, поэтому KE i = 0 J.Остается рассчитать только конечную кинетическую энергию:

Вставив цифры, вы получите:

Так потому что

и проделанная работа

получается следующее:

А, как и раньше

«Двойные крысы», - говорит ваш брат.

Об авторе книги

Стивен Хольцнер, доктор философии, работал редактором журнала PC Magazine и преподавал в Массачусетском технологическом институте и Корнельском университете.Он написал Physics II For Dummies , Physics Essentials For Dummies и Quantum Physics for Dummies .

Формула мощности. Сила - (физика)

Слово «сила» настолько всеобъемлющее, что дать ему четкое понятие - задача практически невыполнимая. Разнообразие - это сила мускулов, сила разума не охватывает весь спектр подконцепций. Сила, рассматриваемая как физическая величина, имеющая особое значение и определение.Формула мощности уточняет математическую модель: зависимость сил от основных параметров.

Изучение истории сил включает определение на основе параметров и экспериментальных доказательств зависимости.

Сила в физике

Сила - мера взаимодействия тел. Взаимное действие тел друг на друга полностью описывает процессы, связанные с изменением скорости или деформацией тел.

В качестве физической величины сила имеет единицу измерения (в системе СИ - ньютон) и инструмент для ее измерения - динамометр.Принцип работы динамометра основан на сравнении силы, действующей на тело, с силой упругости пружинного динамометра.

Сила в 1 Ньютон принята силой, под действием которой тело массой 1 кг изменяет свою скорость на 1 м за 1 секунду.

Сила как векторная величина определяется:

  • Направление;
  • Пункт приема заявок;
  • Модуль, абсолютное значение.

Описывая взаимодействие, обязательно укажите эти параметры.

Типы естественных взаимодействий: гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое. Гравитационная сила (сила тяжести с ее разновидностью - сила тяжести) существует из-за влияния гравитационных полей, окружающих любое тело, имеющее массу. Исследования в области гравитации до сих пор не завершены. Найти источник поля пока не удается.

Рекомендуем

Происхождение славян. Влияние разных культур

славян (под этим названием), по мнению некоторых исследователей, появилось в повести только в 6 веке нашей эры.Однако язык национальности несет в себе архаичные черты индоевропейского сообщества. Это, в свою очередь, говорит о том, что происхождение у славян h ...

A Большее количество сил возникает в результате электромагнитного взаимодействия атомов, составляющих материю.

Давление

При взаимодействии тела с Землей оно оказывает давление на поверхность. Сила давления, формула для которой: P = мг, определяется массой тела (м). Ускорение свободного падения (g) имеет разные значения на разных широтах Земли.

Сила вертикального давления, равного по величине и противоположного по направлению силе упругости, возникающей в опоре. Формула силы при этом меняется в зависимости от движений тела.

Изменить вес

Действие тела на опоре из-за взаимодействия с землей часто называют весом тела. Интересно, что величина веса зависит от ускорения движения в вертикальном направлении. В том случае, когда направление ускорения противоположно ускорению свободного падения, увеличение веса.Если ускорение тела совпадает с направлением свободного падения, вес тела уменьшается. Например, вставая в лифте, в раннем выздоровлении человек через какое-то время чувствует прибавку в весе. Утверждать, что его масса меняется, не нужно. Таким образом разделяют понятия «вес» и «вес».

Сила пружины

Если вы измените форму тела (его деформацию), появится сила, которая стремится вернуть телу его первоначальную форму. Эта сила получила название «сила упругости».Это происходит из-за электрических взаимодействий частиц, составляющих тело.

Рассмотрим простую деформацию: растяжение и сжатие. Растяжение сопровождается увеличением линейных размеров тел, сжатие - уменьшением. Величина, характеризующая эти процессы, называется удлинением тела. Назовем это «х». Формула силы упругости напрямую связана с удлинением. Каждое тело, подвергающееся деформации, имеет свои геометрические и физические параметры.Зависимость свойств сопротивления упругой деформации тела и материала, из которого он изготовлен, определяется коэффициентом упругости, назовем его жесткостью (k).

Математическая модель упругого взаимодействия описывается законом Гука.

Сила, вызванная деформацией корпуса, направлена ​​против направления смещения отдельных частей корпуса, прямо пропорциональна его удлинению:

  • F Y = -kx (векторные записи).

Знак «-» означает противоположные направления деформации и прочности.

В скалярной форме отсутствует отрицательный знак. Сила упругости, формула которой выглядит следующим образом: F Y = kx, используется только при упругой деформации.

Взаимодействие магнитного поля с током

Влияние магнитного поля на постоянный ток описывается законом Ампера. Сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током, называется амперной силой.

Взаимодействие магнитного поля с движущимся электрическим зарядом вызывает проявление силы. Сила Ампера, формула для которой F = IBlsinα, зависит от поля магнитной индукции (B), длины активной части проводника (l), тока (I) в проводнике и угла между направлением тока и магнитная индукция.

Благодаря последним зависимостям можно утверждать, что вектор магнитного поля может изменяться при повороте проводника или направления тока.Правило левой руки позволяет вам задать направление действия. Если левую руку разместить так, чтобы магнитная индукция находилась в ладони, четыре пальца были направлены на ток в проводнике, то он согнут на 90, °, , большой палец покажет направление магнитного поля.

Используйте это влияние человечества, например, в электродвигателях. Вращением ротора называют магнитное поле, создаваемое мощным электромагнитом. Формула мощности указывает на возможность изменения мощности двигателя.С увеличением текущего значения поля или крутящего момента увеличивается, что приводит к увеличению мощности двигателя.

Траектории частиц

Взаимодействие магнитного поля с зарядом, широко используемое в масс-спектрографах при исследовании элементарных частиц.

Поле Action в этом случае вызывает силу, называемую силой Лоренца. При попадании в магнитное поле, движущееся с определенной скоростью заряженной частицы, сила Лоренца, формула для которой F = vBqsinα, вызывает движение частицы по окружности.

В данной математической модели v - модуль скорости частицы, электрический заряд которой - q - поле магнитной индукции, α - угол между направлениями скорости и магнитной индукции.

Частица движется по окружности (или дуге окружности), потому что сила и скорость направлены под углом 90 ° друг к другу. Изменение направления линейной скорости вызывает ускорение.

Правило левой руки, рассмотренное выше, имеет место при изучении силы Лоренца: если левая рука расположена так, чтобы магнитная индукция находилась в ладони, четыре пальца, вытянутые в линию, были отправлены со скоростью положительно заряженных частиц. Большой палец, согнутый на 90 ° , покажет направление силы.

Проблемы плазмы

Взаимодействие магнитного поля и веществ, используемых в циклотронах. Проблемы, связанные с лабораторным исследованием плазмы, не позволяют поддерживать ее в закрытых сосудах. Сильно ионизированный газ может существовать только при высоких температурах. Чтобы удерживать плазму в одном месте в пространстве, магнитные поля вращают газ в виде кольца. Можно изучать контролируемые термоядерные реакции, а также вращать высокотемпературную плазму в шнуре с помощью магнитных полей.

Пример действия магнитного поля в естественных условиях в ионизированном газе - Северное сияние. Это величественное зрелище, наблюдаемое за Полярным кругом на высоте 100 км над земной поверхностью. Загадочное красочное свечение газа удалось объяснить только в ХХ веке. Магнитное поле Земли вблизи полюсов не могло предотвратить проникновение солнечного ветра в атмосферу. Наиболее активно излучение, направленное по линиям магнитной индукции, вызывает ионизацию атмосферы.

Явления, связанные с движением заряда

Исторически основная величина, характеризующая протекание тока в проводнике, называется силой тока. Интересно, что это понятие никакого отношения к силе в физике не имеет. Сила тока, в формулу которой входит заряд, протекающий в единицу времени через единицу поперечного сечения проводника, имеет вид:

  • I = q / t, где t - время протекания заряда q.

Фактически ток - величина заряда.Единицей измерения является Ампер (А), в отличие от Н.

Определение силы

Сила вещества сопровождается выполнением работы. Рабочая сила - физическая величина, численно равная произведению силы на смещение, прошедшее под ее действием, и косинусу угла между направлениями силы и смещения.

Желаемая рабочая сила, формула для которой имеет вид A = FScosα, включает величину силы.

Действие тела сопровождается изменением скорости тела или деформацией, что говорит об одновременном изменении энергии.Рабочая сила напрямую зависит от стоимости.

Формула результирующей силы

| Примеры и практические вопросы

×

Извините !, эта страница сейчас недоступна для добавления в закладки.

Формулы результирующей силы - решенные примеры и практические вопросы

Когда на тело действуют две или более сил, тогда сумма всех сил, вызывающих результирующий эффект, является результирующей силой или чистой силой.Поскольку сила является вектором, нам нужно взять векторную сумму всех сил, чтобы вычислить результирующую. Подходящая комбинация нескольких сил, действующих на тело, может дать нулевой результат, не вызывающий чистого эффекта.

Обычно, если \ [{\ vec F_1}, \, \, {\ vec F_2}, \, \, {\ vec F_3} \, \, .... \] - силы, действующие на тело, их равнодействующая сила \ [\ vec F \] определяется выражением:

\ [\ vec F = {\ vec F_1} + {\ vec F_2} + \, \, {\ vec F_3} \, \, ... . \]

В зависимости от числа действующих сил, результирующую можно получить геометрически, применяя закон треугольника, закон параллелограмма или закон сложения векторов многоугольника.

Обратите внимание, что величины сил нельзя складывать или вычитать, если они не коллинеарны.

СМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ

Пример:

Найдите равнодействующую трех сил, показанных на рисунке.

Решение:

Пусть F1, F2 и F3 - силы с величинами 50, 10 и 70 Н. Также пусть направление вправо положительное. Потом;

F1 = 50 Н, F2 = 10 Н и F3 = - 70 Н

Результирующая сила: F = F1 + F2 + F3 = 50 + 10 - 70 = –10 Н

F = - 10 Н означает, результирующая сила имеет величину 10 Н, действующую влево.

Пример: двое друзей прикладывают силу к столу, как показано на рисунке. В каком направлении стол будет двигаться?

Решение:

Результирующую силу можно получить, используя параллелограммный закон векторов.{--1}} \ left ({\ frac {{15}} {8}} \ right) \] с силой 8 Н. Стол будет двигаться в этом направлении.

Вопрос: На тело действуют три силы равной величины. Затем выберите правильное утверждение.

Варианты:

(a) Результирующая сила никогда не может быть нулевой

(b) Результирующая может быть равна нулю, если все они коллинеарны

(c) Для нулевой результирующей силы должна быть противоположна комбинации два других.

(d) Равнодействующая трех равных сил всегда равна нулю.


Ответ: (в)

Формула силы - Наука поражена

Что такое сила? Как рассчитать формулу силы? Эта статья предоставит всю информацию по формуле расчета силы. Так что читайте дальше!

Физика - это наука, которая иллюстрирует каждое наше повседневное движение и деятельность. И вся эта наука вращается вокруг концепции энергии, движения и силы. Так что же такое сила в принципе? Простое нажатие на объект или притяжение его к себе - это то, что мы называем силой.С технической точки зрения сила - это не что иное, как форма энергии в движении.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Эта интересная концепция была объяснена открытием сэра Иссака Ньютона гравитации. Ньютон описал силу как векторную величину, поскольку она имеет как направление, так и величину. Согласно второму закону движения Ньютона, формула силы является произведением массы тела и ускорения, с которым движется масса.Итак, давайте разберемся, как рассчитать формулу силы.

Что такое сила?

Сила - это толчок или притяжение, создаваемое движущейся энергией. Поскольку законы движения Ньютона основаны на концепции силы, сила измеряется в Ньютонах (Н).

Сила (f) = масса (м) x ускорение (a)

где: формула ускорения - это изменение скорости (v) за период времени (t).

Так что же такое скорость? Скорость - это векторная физическая величина, которая определяет скорость изменения положения массы за период времени.Таким образом, вы можете рассчитать мгновенную скорость по следующей формуле:

Скорость (v) = ∆ (Расстояние) / ∆ (Время) = ∆ d / ∆ t

Следовательно, формула средней силы: Сила (f) = m x a = m x v / t = m x (∆d / ∆t)

Но какова формула чистой силы? Здесь мы поймем, что такое трение. Трение - это сила, которая всегда существует между двумя поверхностями, когда поверхности пытаются скользить друг по другу. Эта сила всегда противодействует движению одной поверхности по другой, и это причина того, что вещи не продолжают скользить и падать с поверхностей, которые их содержат.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Таким образом, формула чистой силы всегда будет включать приложенную силу и силу сопротивления, проявляемую объектом. Таким образом, формула для чистой силы (силы) рассчитывается как:

Сила нетто = приложенная сила + сила трения

Формула силы тяжести

Что удерживает нас на земле? Почему мы не парим в воздухе? Ответ заключается в одном слове: гравитационная сила.Эту силу объясняет закон Ньютона о всемирном тяготении. Когда яблоко упало с дерева на землю, Ньютон проанализировал, что сила, вызвавшая падение яблока, должна зависеть от массы яблока. Далее он пришел к выводу, что сила, которая заставила яблоко упасть, также зависела от массы земли.

Итак, согласно Ньютону, сила тяжести, действующая между землей и яблоком, была прямо пропорциональна массе обоих объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между центрами объектов.Итак, формулу силы тяжести можно представить как:

F gav ~ (произведение масс объектов) / (квадрат расстояния между центрами объектов)

Сформулируя приведенное выше уравнение, с величиной силы тяжести получаем:

F gav = G x (m1x m2) / d 2

где
G: Гравитационная постоянная
m1: Масса объекта 1
m2: Масса объекта 2
d: Расстояние между центрами масс объектов

(G здесь - коэффициент пропорциональности, рассчитанный примерно равным 6.673 x 10 -11 Ньютон-метр 2 / кг 2 . Его часто называют всемирной гравитационной постоянной.)

Давайте лучше поймем эту формулу на примере:

Пример задачи :
Студент весом 70 кг путешествует на самолете, который летит на высоте около 40000 футов над поверхностью земли. Масса Земли составляет около 5,98 x 10 24 кг. Итак, какова будет гравитационная сила притяжения?

Решение :
40000 футов ~ 6.39 x 10 6 метра.
G = 6,673 x 10 -11 Ньютон-метр 2 / кг 2
So F gav = G x (m1x m2) / d 2
= 6,673 x 10 -11 x (5,98 x 10 24 x 70) / (6,39 x 10 6 ) 2
= 684 Н

Итак, сила тяжести между землей и пассажиром составляет 684 Ньютона (Н). (Сила всегда измеряется в Ньютонах).

Другими фундаментальными силами природы, помимо силы гравитации, являются электромагнитная сила (сила, вызывающая отталкивание между электрическими зарядами), слабые силы (силы, ответственные за радиоактивный распад) и сильные силы (силы, удерживающие ядра атомы вместе).

Формула центростремительной силы

Вы когда-нибудь садились на аттракционы с качелями? Бьюсь об заклад, вам, должно быть, понравилось на ярмарках. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, что чувство, которое вы испытываете в этих поездках, вызвано чем? Вы чувствуете, как кружится голова? Ответ заключается в термине: центростремительная сила. Так что же такое центростремительная сила? Это неуравновешенная форма силы, которая позволяет объекту двигаться по круговой траектории к мгновенному центру кривизны пройденного пути.

Само слово «центростремительный» происходит от латинского слова - centrum (центр) и petere (навстречу).

F центростремительный = (m x v 2 ) / r

, где
м: масса объекта
v: скорость, с которой движется объект
r: радиус пути кривизны

Вычислить формулу силы станет намного проще, если вы ознакомитесь с законами движения Ньютона. Итак, учащиеся, поймите концепцию используемых вами формул, и расчеты по физике станут для вас легкой прогулкой!

Депопуляция посредством принудительной вакцинации: решение с нулевым выбросом углерода

Эта оригинальная статья была впервые опубликована в выпуске 4 журнала The Sovereign Independent в июне 2011 года.Леди на изображении выше была достаточно проницательной, чтобы держать в руках оригинал печатной газеты.

Депопуляция посредством принудительной вакцинации:

Решение без углерода

Рэйчел Уиндер. ( Впервые опубликовано июнь 2011 г. )

26 апреля 2009 г. издание Irish Independent опубликовало статью под названием «Забота о здоровье детей, когда родители игнорируют вакцины». Эдель Кеннеди, тебе должно быть стыдно! Это не что иное, как попытка правительства через своих марионеток в СМИ лишить родителей права определять жизненный выбор своих отпрысков и устранить любые сомнения в том, что мы сейчас живем в условиях диктатуры.

Это ВОПРОСНОЕ оскорбление каждого родителя в стране, у которого есть здравый смысл исследовать эффективность самих вакцин, просто взглянув на исторические записи, а не доверять политикам, чья ложь

в СМИ, включая тех, которые совершает Департамент . of Health под руководством Мэри Харни относительно фарса «свиного гриппа» и опасного мифа о вакцинации против ВПЧ, привели страну в пучину крайней нищеты

и продали страну коммунистическим властям европейских бюрократов, единственной целью которых является разрушение суверенитета каждой страны-члена, в результате чего они хватаются за чашу подаяний МВФ.

Вакцины - это подделка; чисто и просто!

Исторические записи ДОКАЗЫВАЮТ это для любого, у кого есть немного терпения и смелости, чтобы исследовать ФАКТЫ для себя, и это действительно требует смелости, особенно для тех медицинских работников, чья карьера окажется под угрозой, если они осмелятся подвергнуть эту опасность опасности. наши дети. Это также разрушает их иллюзии о том, что они являются частью организации, которая отнюдь не приносит пользы тем, кого, по их мнению, они защищают от болезней.Однако их Гипократическая Клятва должна побудить их расследовать такие дикие заявления фармацевтических гигантов и их торговых представителей, занимающихся торговлей наркотиками, вместо того, чтобы верить на слово индустрии, которая хорошо известна как полностью коррумпированная и безжалостная в своей деловой практике.

Ирландский гемофильный скандал, когда пациенты были сознательно инфицированы ВИЧ через зараженную кровь.

продуктов должно быть достаточно, чтобы убедить кого-либо в убийстве Big Pharma. Это подводит нас к истинным причинам вакцинации.Я даже не собираюсь доказывать читателям, что они не работают. Я просто призываю вас ознакомиться с историческими записями. Один простой пример - смерть от кори.

Смертность от кори снизилась на 98% в период с 1915 по 1958 год до введения вакцинации.

В 1988 и 1989 годах 69% и 89% случаев кори среди американских детей школьного возраста были вакцинированы.

В 1995 г. 56% ВСЕХ случаев кори в Америке были вакцинированы.

Эти цифры взяты из медицинских журналов.Эти 3 простых примера ДОКАЗЫВАЮТ, что невакцинированные дети менее подвержены заболеванию корью и что вакцина была бесполезной. Посмотрите сами. Все другие заявления о вакцинах, что они вылечили или устранили болезнь, следуют аналогичной схеме. Лучшая гигиена, чистая вода и хорошее здоровое питание стали причиной упадка, и любой врач, достойный нюхательной соли, должен это знать. Если они этого не делают, то их сильно дезинформируют или полностью отрицают. В этом и заключается проблема. Почему врачей «внушают» убеждение, что вакцины - это священная корова медицины, когда исторические записи ясно показывают, что они практически бесполезны?

Держитесь за рассудок, у меня для вас плохие новости .

Настоящая причина вакцинации, помимо огромной прибыли для производителей, состоит в том, чтобы гарантировать, что вы заболеете на протяжении всей своей жизни, опять же не только для обогащения тех самых корпораций, которые вызвали болезнь, но и для обеспечения того, чтобы многие, если не все из вас умрете, прежде чем вы когда-либо получите свою пенсию и когда вы больше не будете бесполезны для общества. Вот почему они хотят, чтобы вы вышли на пенсию в более позднем возрасте, и с помощью экономического терроризма заставляют вас работать дольше, независимо от вашего возраста и состояния здоровья.Они буквально хотят работать с вами до смерти. Если вы не работаете, вас будут считать обузой для общества, финансовыми издержками, которые общество должно нести, и, следовательно, вас заклеймят как «бесполезного едока»; потребитель ресурсов, необходимых для остального общества. Когда Big Pharma больше не сможет получать прибыль от болезни, которую они вам навредили, вы останетесь умирать.

Это программа по депопуляции, продвигаемая Отделом народонаселения Организации Объединенных Наций при Департаменте по экономическим и социальным вопросам.Достаточно взглянуть на Африку, страну, о которой Организация Объединенных Наций заявила, что она может прокормить мир. Почему же тогда миллионы жителей Африки умирают от голода на этом континенте? Так должно быть, ребята.

Всех нас в то или иное время заставляли верить в эффективность вакцин. Я был одним из них и сделал

моему ребенку почти 35 лет назад. Я бы об этом даже не мечтал сейчас. Я думаю, можно с уверенностью сказать, что мы все знаем о настоящей пандемии, а не о фальшивых пандемиях прошлого.Это называется «РАК». Аутизм также находится на кризисном (пандемическом) уровне во всем мире, где существуют программы массовой вакцинации.

До массовой вакцинации раковые заболевания были чрезвычайно редки, а их почти не было. Сегодня, в западном, так называемом развитом мире, мы сталкиваемся с кризисом рака до такой степени, что от одного из пяти до каждого второго будет страдать, а многие умирают от той или иной формы рака. Что стало причиной этой пандемии?

Нам нужно только оглянуться на вакцину от полиомиелита Джонаса Солка, которая разошлась по всему миру, зная, что она содержит вирус SV40, который не имел другой цели, кроме как вызывать рак; тем не менее, ее продвигали в качестве вакцины от полиомиелита, когда, как и в случае с корью, количество полиомиелита значительно снижалось до появления любой вакцины из-за тех же факторов.

Выйдите на сцену прямо на конференции TED 201 0, мистер Билл Гейтс, глава Microsoft, крупнейшей компьютерной фирмы на планете. Какое отношение Билл Гейтс имеет к интересующим вас вакцинам?

Смотрите цитату на изображении выше. Это его ТОЧНЫЕ слова. Вы начинаете понимать?

Глобалистская элита не заботится о человечестве; обычные мужчины, женщины и дети должны быть устранены в их бредовых умах, чтобы гарантировать, что их превосходящие типы уйдут в будущее, при этом лучшее из разведения является единственным критерием, который стоит сохранить.Мы с вами больше не нужны, и именно поэтому мы видим потерю нашей

экономики, нашего богатства, нашего здоровья, нашего счастья и, в конечном счете, НАШЕЙ ЖИЗНИ

(Посмотрите, где мы сейчас находимся с Гейтсом в 2020 году. Призывая кадры!)

Вы можете бесплатно скачать весь выпуск здесь: -

https://ia601404.us.archive.org/26/items/sovereign-independent-issue-4/Sovereign_Independent_Issue4. pdf

Зависимость тяги от мощности

Определения

Работа

[Dole, стр.8] Работа требует, чтобы сила перемещала объект в направлении силы:

Работа = сила x расстояние

Работа измеряется в фут-фунтах.

Энергия

[Dole, стр. 8] Энергия - это способность выполнять работу, которая проявляется во многих формах, таких как солнечная, химическая или тепловая. В авиации нас интересует механическая энергия, которая имеет две формы:

  • Потенциальная энергия позиции, или просто потенциальная энергия (PE). Это можно назвать как вес объекта (W), умноженный на высоту (H) объекта над некоторой базовой плоскостью:
  • PE = Wh

  • Кинетическая энергия (KE) - это энергия, возникающая в результате движения (V) массы (м):
  • KE = 1/2 мВ 2

Полная механическая энергия TE объекта составляет:

TE = PE + KE

Мощность

Джеймс Ватт использовал существующую идею сравнения производительности машин и лошадей, чтобы помочь продвинуть свой улучшенный паровой двигатель.Ватт определил, что лошадь может вращать мельничное колесо 144 раза за час (или 2,4 раза в минуту). Колесо было 12 футов в радиусе; следовательно, лошадь прошла 2,4 × 2π × 12 футов за одну минуту. Ватт решил, что лошадь может тянуть с силой 180 фунтов. Итак:


Вт Fd (180 фунтов) (2,4 x 2Π x 12 футов) фут • фунт-сила
п. = —— = —— = ———————————————— = 32 572 ——————
т т 1 мин. мин.

С этого момента считается, что мощность в лошадиных силах составляет 33 000 фут-фунт / мин или 550 фут-фунт / сек.

Мощность

[Dole, стр. 9] Мощность определяется как скорость выполнения работы:

работа сила x расстояние
Мощность = ——————————— = ———————————
раз раз

Но поскольку расстояние / время = скорость:

Мощность = сила x скорость

Поскольку 1 л.с. = 550 фунт-сила-футов в секунду, формула для расчета мощности может быть следующей:

сила x скорость
л.с. = ——————————— (фут-фунт / сек)
550

Поскольку в морской миле 6076 футов, а в часе 3600 секунд, уравнение можно переписать, используя узлы для скорости как таковые:

тяга x V телевизор
л.с. = ——————————— = ———————————
325 325
Тормозная мощность (л.с.)

Гаспар де Прони, французский инженер, в 1821 году придумал способ измерения производительности двигателя, обернув шнур или ремень вокруг выходного вала и измерив силу, передаваемую ремню за счет трения.

[Dole, стр. 99] Тормозная мощность - это мощность, измеренная на коленчатом вале (поршневые двигатели) или на валу турбины (газотурбинные двигатели).

Вал л.с. (ШП)

[Dole, стр. 99] Мощность на валу меньше, чем BHP из-за потерь в передаче при понижении частоты вращения двигателя до числа оборотов гребного винта. Измеряется на карданном валу.

Тяговая мощность (THP)

[Dole, стр. 99] Тяговая мощность - это полезная мощность.Это меньше МГД из-за потери КПД винта. Не путайте THP с тягой. Тяговая мощность - это разновидность лошадиных сил, которая должна быть преобразована в единицы тяги следующим образом:

325 x HP
Тяга = ————
В
Мощность на эквивалентном валу (ESHP)

[Dole, стр.99] Турбовинтовые самолеты производят и мощность, и тягу. Количество создаваемой тяги составляет всего около 15% от общей. Поэтому они классифицируются как производители электроэнергии. Величина тяги, которую они создают, преобразуется в единицы мощности и добавляется к мощности на валу. Результат называется эквивалентной мощностью на валу:

л.с.
телевизор
EHSP = SHP + ————————————————————
325 x (КПД винта)
Тяга

Тяга, которую вы уже знаете, это просто сила реакции, описанная вторым и третьим законами движения Ньютона:

Второй закон: Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на тело, и в том же направлении, что и результирующая сила, действующая на тело, и обратно пропорционально его массе.Таким образом, F = ma, где F - результирующая сила, действующая на объект, m - масса объекта, а a - ускорение объекта.

Третий закон: Когда одно тело воздействует на второе тело, второе тело одновременно оказывает силу, равную по величине и противоположную по направлению силе первого тела.

Самолет-энергетик

[Dole, стр. 94] Все летательные аппараты должны создавать тягу, чтобы преодолевать сопротивление самолета. В турбореактивных и других самолетах, создающих тягу, эта тяга создается непосредственно двигателем.В самолетах с воздушными винтами (или роторами) двигатель напрямую не создает тягу. Эти самолеты называются производителями энергии, потому что мощность вращает пропеллер. Пропеллер, в свою очередь, развивает аэродинамическую силу при вращении по воздуху; эта сила - тяга.

  • Энергетические самолеты имеют более пологую кривую требуемой тяги, чем тяговооруженные самолеты; они могут работать рядом с стойлом, не требуя настройки очень высокой мощности.
  • Турбинные двигатели наиболее эффективны при высоких оборотах; поршневые двигатели наиболее эффективны при более низких оборотах.

Тяговооруженный самолет

[Dole, стр. 68] Турбореактивные, прямоточные и ракетные самолеты являются примерами производителей тяги.

F = T = Q (V 2 - V 1 )

Где T = тяга (фунты)
Q = массовый расход воздуха
В 1 = скорость на входе (фут / с)
В 2 = скорость на выходе (фут / с)

[Dole, стр. 71] Турбореактивные самолеты рассчитаны на статическую тягу. Самолет удерживается от движения, а тяга измеряется и преобразуется в стандартные условия на уровне моря.

  • Выходная тяга двигателя может быть увеличена либо за счет увеличения массового расхода воздуха, либо за счет увеличения отношения выходной скорости к скорости полета.
  • Доступная тяга почти постоянна с воздушной скоростью.
  • Тяга изменяется в зависимости от числа оборотов, но уменьшение тяги не является линейным с уменьшением числа оборотов.
  • Тяга уменьшается с увеличением высоты.
  • Более низкая температура повышает эффективность.

Самолет с турбонаддувом

Что насчет турбовентиляторного самолета? Например, CF-6 на этом B-747, как говорят, пропускает 85% входящего воздуха вокруг внутреннего капота, где, как говорят, находится настоящая струя реактивного двигателя.Означает ли это, что это 85% вентилятор и 15% жиклер? Не за что. На самом деле мощность и / или тяга таким образом не измеряются. Как и в случае с самолетом, создающим тягу, тяга двигателя измеряется в статических условиях и поэтому выражается в фунтах тяги. (Фактически, 65 000 фунтов тяги на двигатель.) Но что это значит? Посмотрите эту историю, демонстрирующую тягу в 58 000 фунтов: Jet Blast.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *