Definiëren van kracht in de natuurkunde

Macht is de snelheid waarmee werk is gedaan of energie wordt overgedragen in een tijdseenheid. Het vermogen wordt verhoogd als het werk sneller wordt gedaan of energie in minder tijd wordt overgedragen.

De vergelijking voor vermogen is P = W / t

• P staat voor vermogen (in watt)
• W staat voor de hoeveelheid werk die is verricht (in Joules) of de verbruikte energie (in Joules)
• t staat voor de hoeveelheid tijd (in seconden)

In rekentermen is macht de afgeleide van werk met betrekking tot tijd. Als het werk sneller wordt gedaan, is het vermogen hoger. Als het werk langzamer wordt gedaan, is het vermogen kleiner.

Omdat werk is dwingen maal verplaatsing (W = F * d), en snelheid is verplaatsing in de tijd (v = d / t), vermogen is kracht maal snelheid: P = F * v. Meer kracht wordt gezien wanneer het systeem zowel sterk van kracht is als snel van snelheid.

Vermogen wordt gemeten in energie (joules) gedeeld door tijd. De SI-eenheid van vermogen is de watt (W) of joule per seconde (J / s). Kracht is een scalaire grootheid, het heeft geen richting.

Paardenkracht wordt vaak gebruikt om het vermogen van een machine te beschrijven. PK is een krachteenheid in het Britse meetsysteem. Het is het vermogen dat nodig is om 550 pond per voet in één seconde op te tillen en is ongeveer 746 watt.

De watt wordt vaak gezien in relatie tot gloeilampen. In dit vermogen is dit de snelheid waarmee de lamp elektrische energie omzet in licht en warmte. Een lamp met een hoger wattage verbruikt meer stroom per tijdseenheid.

Als u de kracht van een systeem kent, kunt u de hoeveelheid werk vinden die wordt geproduceerd, als W = Pt. Als een lamp een vermogen van 50 watt heeft, produceert deze 50 joule per seconde. In een uur (3600 seconden) levert het 180.000 joules op.

Als je een kilometer loopt, verplaatst je drijfkracht je lichaam, wat wordt gemeten terwijl het werk wordt gedaan. Als u dezelfde mijl loopt, doet u evenveel werk, maar in minder tijd. De hardloper heeft een hoger vermogen dan de rollator, wat meer watt oplevert. Een auto met 80 pk kan een snellere acceleratie produceren dan een auto met 40 pk. Uiteindelijk rijden beide auto's 60 mijl per uur, maar de 80 pk sterke motor haalt die snelheid sneller.

In de race tussen de schildpad en de haas had de haas meer kracht en versnelde sneller, maar de schildpad deed hetzelfde werk en legde dezelfde afstand in een veel langere tijd af. De schildpad toonde minder kracht.

Bij het bespreken van macht verwijzen mensen meestal naar gemiddeld vermogen, P_gem. Het is de hoeveelheid werk die is gedaan in een tijdsperiode (ΔW / Δt) of de hoeveelheid energie die is overgebracht in een tijdsperiode (ΔE / Δt).

Wat is de kracht op een bepaald moment? Wanneer de tijdseenheid nul nadert, calculus is nodig om een ​​antwoord af te leiden, maar wordt benaderd door kracht maal snelheid.