Obsah

• Kroky

Ako vypočítať konskú silu alebo watty, čo charakterizujú a prečo na nich záleží.

Kroky

1. 1 Základy. Slovo „moc“ je definované ako práca vykonaná v stanovenom čase. Práca je zase historický pojem, ktorý charakterizuje účinnosť pôsobiacej sily (na pohyb tela alebo na prekonanie iných prekážok alebo odporu) na určitú vzdialenosť.
   • Tu je dôležité, že pre „prácu“ musí sila pôsobiť v určitej vzdialenosti. Ak napríklad vrtuľa pohybuje loďou po vode silou 300 N vo vzdialenosti 80 m, potom sa práca rovná sile x vzdialenosti = 300 X 80 = 24 000 J (N * m), tj. môžeme povedať, že vrtuľa vykonala 24 000 J práce.
   • Zvážte čas potrebný na presunutie lode na určitú vzdialenosť. Predpokladajme, že sa loď pohybuje rýchlosťou 20 m / s. Cestovanie 80 metrov by trvalo 80/20 = 4 sekundy. Vrtuľa lode teda vykonala 24 000 J práce za 4 sekundy, takže výkon je: 24 000/4 = 6000 W (J / s).
   • Historický odkaz. Pred spaľovacími motormi a parnou energiou, ktorá poháňala úplne prvé vlaky a lode (prvá vrtuľa bola nainštalovaná na lodi HMS Britain, ktorá sa prvýkrát vydala na more v roku 1846; mala jednu šesťlistú vrtuľu, ktorá vyzerala ako veterný mlyn). kone vykonávali obrovské množstvo úloh. Ľudia si preto vypočítali množstvo práce, ktorú jeden kôň za daný čas zvládne. Po spriemerovaní hodnôt z niekoľkých pokusov sa ustálili na 550 lb-ft za sekundu ako štandardnú hodnotu pre prácu vykonanú zdravým koňom. Potom sa táto hodnota stala známou ako „konská sila“.
     • V Rusku sa konskou silou rozumie metrická konská sila, ktorá je približne 735,5 wattov.
   • Ďalšou bežne používanou jednotkou výkonu je „Watt“ (Medzinárodný systém jednotiek SI). Ak sila jedného Newtona posunie telo na vzdialenosť jedného metra, potom sa práca rovná jednému Joule, a ak táto práca trvá jednu sekundu, potom sa výkon rovná jednému wattu. Preto sa watt rovná jednému joulu za sekundu.
2. 2 Zvážte potreby dnešného priemyslu. V drvivej väčšine prípadov v priemysle ide o rotačné mechanizmy, a nie o priamočiary pohyb. Musíme teda vedieť vypočítať výkon elektromotorov, parných motorov, turbín, dieselov atď., A preto musíme vziať do úvahy krútiaci moment, alebo presnejšie moment sily.
   • Moment sily charakterizuje silu, ktorá má tendenciu niečo otáčať alebo krútiť, to znamená udeľovať rotačný pohyb telu okolo určitej osi. Ak krútite 50 cm (0,5 m) rukoväťou silou 200 N, potom je moment sily 0,5 x 200 = 100 N * m.
   • Nenechajte sa zmiasť. Na výpočet práce vykonanej v priamom pohybe vynásobíte silu pohybom. A tu vynásobíte silu výtlakom, ale v tomto prípade sa posunutie rovná „páke“, to znamená vzdialenosti od osi k bodu pôsobenia sily.
   • Práca a moment sily sú rôzne pojmy. Pokiaľ sa moment sily neotáča, nevykonáva sa žiadna práca a nespotrebováva sa žiadna energia.
3. 3 Zmerajte prácu v rotačnom pohybe. Predpokladajme, že 50 cm dlhé rameno je pevne pripevnené k osi otáčania, pôsobíte naň silou 200 N, pričom rameno sa otáča o 20 cm po obvode. Práca sa v tomto prípade rovná súčinu sily a posunu, to znamená 0,2 x 200 = 40 N * m. Predpokladajme, že súčasne znásobujete a delíte tento údaj o 0,5 m - dĺžku ramena. Výsledok to samozrejme nezmení, takže môžete napísať:
   • Práca = 0,5 • 200 X 0,2 / 0,5 a znova získate odpoveď: 40 N * m. Čo však znamená produkt 0,5 * 200? Toto je moment moci.
   • Čo je 0,2 / 0,5? Obvodový pohyb 20 cm delený dĺžkou ramena (v zásade polomer kruhu) vám poskytne rotáciu v radiánoch.Radián je definovaný ako uhol medzi dvoma polomermi kruhu v situácii, keď je dĺžka oblúka medzi dvoma polomermi rovná polomeru kruhu. 1 rad = 57 stupňov (približne).
   • Práca vykonaná momentom sily počas rotačného posunu (théta, v radiánoch) sa teda rovná súčinu krútiaceho momentu (M) o veľkosti rotačného posunu (v radiánoch):
     • Práca = M * theta (v radiánoch)
4. 4 Upozorňujeme, že výkon sa počíta za určitý čas, a preto:
   • Sila = moment sily * (uhol / čas)
   • uhol / čas je uhlová rýchlosť (v rad / s)
   • Vo fyzike sa uhlová rýchlosť meria v radiánoch za sekundu, ale táto hodnota pre motor lietadla alebo lode je vždy uvedená v otáčkach za minútu, a preto budeme musieť tieto hodnoty previesť.
     • Jedna otáčka za minútu (ot / min) = 60 otáčok za sekundu (ot / s) a jedna otáčka za sekundu = 2 * radiány PI za sekundu
     • Ak M je moment sily (krútiaci moment), n je počet otáčok za minútu, potom je výkon vo wattoch rovný:
     • Výkon = M * (2 * PI / 60) * n
   • Aby ste získali túto hodnotu v konských silách, musíte ju rozdeliť na 735,5.