Máme dva stroje. Jeden vyrobí danú súčiastku za 5s, druhý tú istú súčiastku za 4s, hovoríme, že má väčší výkon. Fyzikálnu veličinu výkon definujeme ako množstvo práce vykonanej rovnomerne za čas t.

 

Označenie P, P=frac{W}{t}

 

Ak sa práca nekoná rovnomerne, daný vzťah určuje priemerný výkon.

Pre jednotku výkonu platí: [P]=frac{J}{s}=W(watt), na počesť anglického vynálezcu parného stroja. Často vieme s akým výkonom stroj pracuje a potrebujeme vedieť akú prácu vykoná, ak ho necháme pracovať počas určitého časového intervalu {Delta}t.

 

Prácu môžeme vyjadriť: W= P{Delta}t, jednotka práce je joule, ale môžeme používať aj iné jednotky.

 

 

[W] = [P] [{Delta}t] = W s = J

 

Jednotky: 1 Ws = 1J

1 Wh = 3600 J

1 kWh = 3,6.106 J

 

V jednotkách kilowatthodina vyjadrujeme v domácnostiach odber elektrickej energie.

 

 

Príklad:

 

Za čas 2s stroj zdvihol závažie s hmotnosťou 100g do výšky 60cm. S akým výkonom stroj pracoval?

{Delta}t=2s; m = 100g = 0,1kg ; h = 60cm = 0,6m ; P =?

Stroj vykonal prácu: W = Fg .h = m.g.h

W = 0,1. 9,8. 0,6 = 0,588J

 

Pracoval s výkonom: P = frac{W}{{Delta}t} P = frac{0.588}2 = 0.294 W

Stroj pracoval s výkonom 0,294W.

 

 

Príklad:

Lietadlo sa pohybuje rovnomerne konštantnou rýchlosťou. Motory naň pôsobia silou F v smer pohybu. Vyjadrite výkon motorov lietadla.

Za čas {Delta}t preletí lietadlo dráhu {Delta}s a motory vykonajú prácu W = F {Delta}s

 

Pre výkon platí : P = frac{W}{{Delta}t} po dosadení P = frac{F {Delta}s}{{Delta}t} = F frac{{Delta}s}{{Delta}t} = Fv

 

 

Ak sila pôsobí na teleso v smere, v ktorom sa teleso pohybuje, určíme výkon, s ktorým koná prácu, ako súčin veľkostí sily a rýchlosti.

 

Nie všetka energia dodaná stroju sa využije na užitočnú prácu. Časť energie sa prejaví na zvýšení teploty jeho častí. Užitočná práca je vždy menšia ako stroju dodaná energia.

 

 

Rozoznávame dva druhy výkonu:

 

 

energia dodana stroju

príkon = _________________________

časový interval

 

 

 

 

 

práca vykonaná strojom

výkon = __________________________

časový interval

 

 

Príkon stroja je vždy väčší ako jeho výkon. Podiel výkonu a príkonu stroja sa volá účinnosť stroja. Označenie eta

 

Ak označíme príkon P´ potom: eta = frac{P}{P'} , účinnosť je menšia ako jedna.

 

Je to bezrozmerná fyzikálna veličina, ak dané číslo vynásobíme číslom 100, účinnosť vyjadrujeme v percentách.

 

Ak vynásobíme čitateľa aj menovateľa časovým intervalom, v ktorom stroj pracoval dostávame:eta = frac{P {Delta}t}{P'{Delta}t} = frac{W}{E}; pričom W je vykonaná práca a E je dodaná energia. To znamená, že účinnosť stroja môžeme vyjadriť aj ako podiel strojom vykonanej užitočnej práce a energie, ktorá bola na túto prácu potrebná.

 

Príklad:

 

Vodná nádrž je umiestnená na stĺpe vo výške 25m nad voľným povrchom vody vo vodnej nádrži. Koľko vody prečerpá čerpadlo do nádrže za 1 hodinu, ak má príkon 30 kW a účinnosť čerpacieho zariadenia je 30%?

 

P´= 30kW=30 000W

t= 3600s

eta = 0.30

h=25 m

rho = 1000 kg . m^{-3}

g = 10 m.s-2

V = ?

----------------

 

eta = frac{P}{P'} potom výkon zariadenia sa rovná P = P' eta

 

práca vykonaná pri prečerpaní vody za čas t je W = {eta} P' t

 

Na načerpanie vody s objemom V a hustotou rho do výšky h treba vykonať prácu  W = V {rho} g h. Potom platí rovnosť  W = V {rho} g h = {eta} P' t

 

Pre objem vyjadríme  V = frac{{eta}P't}{{rho}g h} , po dosadení číselných hodnôt V = 130m3 .

 

Za 1 hodinu sa do vodojemu načerpá 130m3 vody.
28.10.2009 15:31:28
Gabi






optimalizace PageRank.cz
Romanovy stranky
© 2009 - 2011 | WideZone™ | All rights reserved
Romanovy stranky

optimalizace PageRank.cz

Name
Email
Comment
Or visit this link or this one