विषय
- टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
- ऊर्जा, बल, कार्य और शक्ति
- मैकेनिकल पावर के लिए समीकरण
- लीनियर मोशन में पावर
- एक उदाहरण गणना: कैरी लॉन्ड्री
- जटिलता पर एक अंतिम नोट
तुम खोज सकते हो यांत्रिक शक्ति आधुनिक दुनिया में हर जगह उपयोग में। क्या आज आपने कार में सवारी की? यह या तो ईंधन या बैटरी से ऊर्जा का उपयोग करता था, यांत्रिक घटकों - एक्सल, गियर, बेल्ट और इसी तरह की एक परस्पर श्रृंखला को स्थानांतरित करने के लिए - जब तक, आखिरकार, उस ऊर्जा का उपयोग पहियों को स्पिन करने और वाहन को आगे बढ़ाने के लिए किया गया था।
शक्ति भौतिकी में इसका एक उपाय है मूल्यांकन करें जिस पर काम समय के साथ प्रदर्शन किया जा रहा है। शब्द "यांत्रिक" केवल वर्णनात्मक है; यह आपको बताता है कि बिजली एक मशीन और एक कार के ड्राइवट्रेन या एक घड़ी के कॉग जैसे विभिन्न घटकों के आंदोलन से जुड़ी हुई है।
यांत्रिक शक्ति सूत्र भौतिकी के उन्हीं मूलभूत नियमों का उपयोग करता है जो शक्ति के अन्य रूपों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
शक्ति पी की तरह परिभाषित किया गया है काम डब्ल्यू ऊपर समय टी निम्नलिखित सूत्र के अनुसार। इकाइयों पर ध्यान दें: पावर वाट (डब्ल्यू) में होना चाहिए, जूल (जे) में काम करना और सेकंड (एस) में समय - हमेशा अपने मूल्यों में प्लगिंग से पहले डबल-चेक करें।
पी = डब्ल्यू / टी
यांत्रिक शक्ति उन्हीं कानूनों का पालन करती है जो अन्य प्रकार की शक्ति जैसे कि रासायनिक या थर्मल को नियंत्रित करते हैं। यांत्रिक शक्ति बस एक यांत्रिक प्रणाली के चलते घटकों के साथ जुड़ी शक्ति है, उदाहरण के लिए एक प्राचीन घड़ी के अंदर गियर, पहियों और पुली।
ऊर्जा, बल, कार्य और शक्ति
यांत्रिक शक्ति के लिए अभिव्यक्ति की समझ बनाने के लिए, यह चार परस्पर संबंधित शर्तों को पूरा करने में सहायक है: ऊर्जा, बल, काम तथा शक्ति.
मैकेनिकल पावर के लिए समीकरण
ऊर्जा और कार्य के बीच संबंध के कारण, गणितीय रूप से शक्ति को व्यक्त करने के दो सामान्य तरीके हैं। पहले के संदर्भ में है काम डब्ल्यू तथा समय टी:
पी = डब्ल्यू/टी
लीनियर मोशन में पावर
यदि आप रैखिक गति के साथ काम कर रहे हैं, तो आप मान सकते हैं कि लागू किसी भी बल या तो एक वस्तु को आगे या पीछे की ओर ले जाता है, बल की कार्रवाई के साथ एक सीधी राह पर - एक ट्रैक पर ट्रेनों के बारे में सोचो। क्योंकि दिशात्मक घटक मूल रूप से खुद का ख्याल रखता है, आप एक सरल सूत्र का उपयोग करके भी शक्ति व्यक्त कर सकते हैं बल, दूरी, तथा वेग.
इन स्थितियों में, काम डब्ल्यू के रूप में परिभाषित किया जा सकता है बल एफ × दूरी घ। प्लग इन करें कि मूल समीकरण ऊपर और आपको मिलता है:
पी = एफ ×डी / टी
कुछ भी नोटिस नोटिस? रैखिक गति के साथ, दूरी द्वारा विभाजित समय के लिए परिभाषा है वेग (v), तो हम भी शक्ति व्यक्त कर सकते हैं:
पी = एफ(घ/टी) = एफ × v
एक उदाहरण गणना: कैरी लॉन्ड्री
ठीक है, यह बहुत सार गणित था, लेकिन यह नमूना समस्या को हल करने के लिए अभी काम करने देता है:
आपके माता-पिता आपको साफ कपड़े धोने के 10 किलोग्राम भार को ऊपर ले जाने के लिए कहते हैं। यदि सीढ़ियों पर चढ़ने के लिए सामान्य रूप से आपको 30 सेकंड का समय लगता है, और सीढ़ियां 3 मीटर लंबी हैं, तो अनुमान लगाएं कि आपको सीढ़ियों के नीचे से ऊपर तक कपड़े ले जाने के लिए कितनी शक्ति खर्च करने की आवश्यकता होगी।
प्रॉम्प्ट के आधार पर, हम उस समय को जानते थे टी 30 सेकंड होगा, लेकिन हमारे पास काम के लिए कोई मूल्य नहीं है डब्ल्यू। हालांकि, हम अनुमान के लिए परिदृश्य को सरल बना सकते हैं। कपड़े धोने को आगे बढ़ाने और प्रत्येक व्यक्तिगत कदम पर आगे बढ़ने के बारे में चिंता करने के बजाय, मान लीजिए कि आप इसे अपनी शुरुआती ऊंचाई से एक सीधी रेखा में बढ़ा सकते हैं। अब हम इसका उपयोग कर सकते हैं पी = एफ × घ / टी यांत्रिक शक्ति की अभिव्यक्ति, लेकिन हमें अभी भी शामिल बल का पता लगाने की आवश्यकता है।
कपड़े धोने के लिए, आपको उस पर गुरुत्वाकर्षण बल का प्रतिकार करना होगा। चूंकि गुरुत्वाकर्षण बल है एफ = मिलीग्राम नीचे की दिशा में, आपको ऊपर की दिशा में इसी बल को लागू करना चाहिए। ध्यान दें कि जी गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण है जो पृथ्वी पर 9.8 m / s है2। इसे ध्यान में रखते हुए, हम मानक शक्ति सूत्र का एक विस्तारित संस्करण बना सकते हैं:
पी = (म × जी) (घ / टी)
और हम द्रव्यमान, त्वरण, दूरी और समय के लिए अपने मूल्यों में प्लग कर सकते हैं:
पी = (10 किग्रा × 9.8 मी। / से2) (3 मीटर / 30 एस)
पी = 9.08 वाट
इसलिए कपड़े धोने के लिए आपको लगभग 9.08 वाट खर्च करने होंगे।
जटिलता पर एक अंतिम नोट
हमारी चर्चा काफी सरल परिदृश्यों और अपेक्षाकृत सरल गणित तक सीमित रही है। उन्नत भौतिकी में, यांत्रिक शक्ति समीकरण के परिष्कृत रूपों में पथरी और लंबे समय तक उपयोग करने की आवश्यकता हो सकती है, अधिक जटिल सूत्र जो कई बलों, घुमावदार आंदोलन और अन्य जटिल कारकों को ध्यान में रखते हैं।
यदि आपको अधिक गहराई से जानकारी चाहिए, तो जॉर्जिया स्टेट यूनिवर्सिटी द्वारा होस्ट किया गया हाइपरफिज़िक्स डेटाबेस एक उत्कृष्ट संसाधन है।