Ինչպես հաշվարկել հզորությունը ձիաուժ կամ վտ, ինչ են նշանակում այս տերմինները և ինչու են այդ տերմինները կարևոր:
Քայլ
Քայլ 1. Վերանայեք հիմունքները:
Ուժ բառը սահմանվում է որպես աշխատանք կատարելու ժամանակային ընդմիջում: Մինչդեռ աշխատանքը հին տերմին է ՝ չափելու համար, թե որքան արդյունավետ է կիրառվող ուժը իներտ օբյեկտը շարժելու կամ խոչընդոտի կամ այլ խոչընդոտի առջև կանգնելու և հեռավորություն հաղթահարելու մեջ:
- Բանն այստեղ այն է, որ «աշխատանք» կատարելու համար ուժը պետք է հեռավորություն անցնի: Օրինակ, եթե 300 N ուժ ունեցող պտուտակը նավը տեղափոխում է ջրում 80 մ, ապա կատարված աշխատանքը FORCE x DISTANCE = 300 x 80 = 24,000 "Nm/Joule" --- ուրեմն կարելի է ասել, որ պտուտակը պտուտակը կատարել է 24,000 ջոուլ աշխատանք:
- Հաշվի առեք, թե որքան ժամանակ կպահանջվի նավը այդ հեռավորության վրա տեղափոխելու համար: Ենթադրենք, որ նավը այս տարածությունն անցնում է վայրկյանում 20 մ (մ/վ) արագությամբ: 80 մ տարածություն անցնելու համար նավը տեւում է 80/20 = 4 վայրկյան: Այսպիսով, նավի պտուտակն աշխատում է 24,000 ouոուլ աշխատանք 4 վայրկյանում, ուստի էներգիան կիրառվում է 24,000/4 = 6,000 ouոուլ վայրկյանում (//վ):
-
Հասկացեք ժամանակի պատմական նախապատմությունը: Բենզինային շարժիչներն ու գոլորշու էներգիան օգտագործվել էին առաջին գնացքներն ու նավերը սնուցելու համար (առաջին նավը, որը պտուտակ էր օգտագործել, HMS Britain- ն էր, որի առաջին նավարկությունը տեղի ունեցավ 1846 -ին և օգտագործեց մեկ պտուտակ `6 շեղբերով, որը հողմաղացի տեսք ունի):), ձիերը շատ ծանր և բազմազան աշխատանք են կատարում: Մարդիկ յուրահատուկ չափում են, թե որքան ջանք կարող է գործադրել ձին և հաշվարկում ժամանակը: Մի շարք փորձությունների միջինը որոնելուց հետո նրանք որոշեցին 746 J/վ ՝ որպես առողջ ձիու կատարած աշխատանքի ստանդարտ ցուցանիշ: Հետագայում այս ստանդարտը հայտնի դարձավ որպես «ձիաուժ»: 746 ouոուլ վայրկյան մեկ ձիաուժի (ձիաուժի): Սա այսօր էլ է ճիշտ:
746 X 60 = 44,760 ouոուլ րոպեում, որը հավասար է ՝ մեկ ձիաուժի:
- Մեկ այլ ունիվերսալ էներգիայի միավոր, որն այժմ ընդհանրապես սահմանափակվում է էլեկտրոնային և էլեկտրական սարքավորումներով և հիմնված է MKS (մետր-կիլոգրամ-վայրկյան/երկրորդ) մետրային համակարգի վրա, «վտ» -ն է: Եթե մեկ ուժի Նյուտոնը մեկ մետր տարածություն է անցնում, ապա մեկ ջուլ աշխատանք է կատարվել. եթե ուժը տևում է մեկ վայրկյան այս աշխատանքի մեկ ջոուլ կատարելու համար, ապա էներգիայի սպառումը մեկ վտ է: Այսպիսով, մեկ վաթը մեկ ջոուլ է վայրկյանում:
Քայլ 2. Հաշվի առեք այս պահին կարիքավոր արդյունաբերությունը:
Շատ դեպքերում արդյունաբերության մեջ մենք աշխատում ենք պտտվող մեքենաներով, այլ ոչ թե ուղիղ շարժումով մեքենաներով, ինչպես ձին ՝ հերոով հերկելով 160,000 մ² հողատարածքի վրա: Այսպիսով, մենք պետք է կարողանանք որոշել այնպիսի բաների ելքային հզորությունը, ինչպիսիք են էլեկտրական շարժիչները, գոլորշու շարժիչները, տուրբինները, դիզելները և այլն:
- Մեծ ոլորող մոմենտը որոշ ուղղություն փոխելու կամ ինչ -որ բան պտտելու կամ որոշ առանցքներով օբյեկտին պտտվող շարժում տալու միտում է: Եթե սեղմում եք 20 նյուտոն ուժ ունեցող հինգ մետրանոց լծակի բռնակին, ապա կիրառում եք 5 X 20 = Նյուտոն-մետր ոլորող մոմենտ:
- Այժմ, ահա դժվարությունը և կարող է շփոթության հանգեցնել: Ուղիղ գծի վրա գծային աշխատանքը հաշվարկելու համար ուժը բազմապատկում ես տեղաշարժով: Կրկին, դուք ուժը բազմապատկում եք տեղաշարժի հետ նույն միավորներով, բայց այս դեպքում տեղաշարժը «լծակի թևն» է, և չնայած որ դուք պտտող մոմենտ եք արտադրում, եթե ինչ -որ բան չի պտտվում, շարժում և, հետևաբար, աշխատանք չկա:
- Աշխատանքն ու ոլորող մոմենտը, թեև թվում է, թե դրանք չափվում են նույն միավորով, բայց իրականում շատ տարբեր են: Ոչ մի աշխատանք չի կատարվում նախքան ոլորող մոմենտը առաջացնում է իրական պտույտ, և, հետևաբար, էներգիա չի օգտագործվում:
- Աշխատանքը չափվում է ouոուլում (J), իսկ ոլորող մոմենտը `Newton.meters (Nm)` երկուսը տարբերելու համար:
Քայլ 3. Չափել աշխատանքը, եթե կա շարժում կամ պտտվող «տեղաշարժ»:
Ենթադրենք, որ լծակն ամուր կողպված է իր հենակետում, որն ավարտվում է առանցքով, և ձեր ձեռքը, ինչպես նախկինում կիրառելով 20 Ն ուժ, երկու մետր հեռավորություն է անցնում հինգ մետրանոց լծակով ներկայացված շրջանակի երկայնքով, այնուհետև աշխատանքը կատարվում է, ինչպես վերևում գտնվող ուղիղ գծի դեպքում ՝ հավասար ուժի տեղաշարժին հավասար կամ 20 X 2 = 40 Նյուտոն մետր: Ենթադրենք, դուք միաժամանակ բազմապատկում և բաժանում եք այս թիվը 5 մետր երկարությամբ լծակի կամ «լծակի թևի» վրա: Ակնհայտ է, որ դա չի փոխի արդյունքը, այնպես որ կարող եք գրել.
- Աշխատանք = 5 X 20 X 2/5 և արդյունքը նախկինի պես 40 ouոուլ է, բայց արդյո՞ք դրանից 5 X 20 -ը վեր է: Դուք պարզապես տեսաք, որ այն պտտող է:
- Ի՞նչ է «2/5» -ը: 2 մետր գծային տեղաշարժը, որը բաժանված է լծակի թևով, ձեզ ասում է, թե որքան հեռու եք պտտել առանցքը ռադիոներ կոչվող անկյունային միավորներով: Ռադիանը, որը համընդհանուր օգտագործվում է ֆիզիկայի և մեքենաշինության մեջ, սահմանվում է որպես շրջանագծի երկու շառավիղերի միջև ընկած անկյուն, այնպես որ շրջանագծի այն շրջանների կետերը, որտեղ երկու շառավիղները հատվում են, բաժանվում են շրջանի շառավիղերի երկարությամբ: Այս հաշվարկը շատ մոտ է 57 աստիճանի կամ դա նաև այն անկյունն է, որը ձևավորվում է շրջանի կենտրոնում ՝ աղեղի միջոցով, որը հավասար է շրջանագծի շառավիղին շրջանագծի շրջագծում:
-
Այսպիսով, դուք կարող եք ասել, որ պտտվող տեղաշարժի (theta) ռադիաններ արտադրող պտտող մոմենտի կողմից կատարված աշխատանքը հավասար է ոլորող մոմենտին (L)
- անգամ պտտվող տեղաշարժը կամ
- աշխատանք = L X theta ջոուլում
Քայլ 4. Ուշադրություն դարձրեք, որ ձեզ շատ ավելի է հետաքրքրում շարժիչի և շարժիչի պտույտի մեջ ձիաուժի քանակը, այսինքն ՝ պտտվող աշխատանքը կատարելու ժամանակը:
- պտտման հզորություն = ոլորող մոմենտ X անկյունային տեղաշարժ (ռադիաններ)/ժամանակ (վայրկյան)
-
Ֆիզիկայում անկյունային արագությունը գրվում է ռադիոներ վայրկյանում, բայց ցանկացած շարժիչ կամ ինքնաթիռ կամ նավի շարժիչ, որը տեսնում եք, միշտ չափվում է r.p.m (րոպեում պտույտներ), ուստի մենք պետք է փոխենք դա:
- Մեկ պտույտ րոպեում (պտույտ/րոպե) = 60 պտույտ/վայրկյան = 60 պտույտ, բայց մեկ պտույտ վայրկյանում = 2 X պի ռադիոներ վայրկյանում
- Այսպիսով, պտտվող ապարատի ՝ ouոուլում հզորությունը մեկ վայրկյանում, արտադրելով ոլորող մոմենտ, L և պտտվելով S rpm արագությամբ,
- Հզորություն = S/60 X (2 պի) X L J/վ -ներում և ինչպես նախկինում գրված էր, այն ձիաուժի վերածելու համար պետք է բաժանել 746 -ի կամ
- Շարժիչային ձիաուժ = (2 պի) /44.760 X L X S, որտեղ L- ն Նյուտոնի մետրով չափվող մեծ ոլորող մոմենտ է (սովորաբար Prony արգելակով), իսկ S- ն պտտման արագություն է r.p.m- ում, որը կարելի է չափել հաշվիչով, ստրոբոսկոպով, լազերով և այլն: Այսպիսով, մեքենայի և մոտոցիկլետների շարժիչների կատարողականի կորերը կարող են պատկերվել պտտող մոմենտի գրաֆիկի տեսքով ՝ ընդդեմ r.p.m. և հզորությունը (ձիաուժ) ընդդեմ շարժիչի արագության r.p.m. և ավտոմոբիլային տեխնիկները կարող են տեսնել դրա օպտիմալ կատարումը այս գծապատկերներից:
