Чтобы понять, что такое мощность, нам нужно рассмотреть пример. Пример из реальной жизни. Представим, что нам нужно затащить мешок с мукой на... скажем, на 6-й этаж. Совершая работу, мы увеличиваем потенциальную энергию мешка.

Эту работу, к примеру, могли бы выполнить и силач, и мальчик лет десяти – ученик младших классов.

Для нас (для тех, кто попросил затащить мешок с мукой) разницы бы никакой не было – потащит мешок силач или же младшеклассник, главное – чтобы затащили... Или же была бы разница? Да конечно, была бы. Силач затащил бы мешок очень быстро – за пару минут. А младшеклассник мучился бы целый час. Конечно же, хотелось бы, чтобы работа была сделана быстрее. То есть для нас важна скорость работы.

Мощность – это как раз скорость совершения работы, «количество» работы в единицу времени: N=At.N = \frac{A}{t}{.}

Мощность изменяется в Ваттах:

[N]=[At]=Джс=Вт[N] = [\frac{A}{t}] = \frac{Дж}{с} = Вт.

Мощность буквально показывает, как много работы делается за единицу времени. Формула очень похожа на формулу для скорости при равномерном движении:

V=StV = \frac{S}{t}.

Только в формуле скорости вместо работы – путь. Вспомним, что скорость движения фактически показывает нам, как много пути проходится за единицу времени. Мощность – как много работы совершается за единицу времени.

Для скорости можно привести такой же пример, как и для работы. Допустим, нам нужно переместиться на расстояние, скажем, в 11 км. Можно сделать это на автомобиле – путь займёт около минуты; или же можно пройти этот путь пешком – но потребуется больше десяти минут.

Конечно, путь пройден и в том и в другом случае. Вопрос только – сколько времени это займёт. Скорость V=StV = \frac{S}{t} как раз и отражает быстроту перемещения. А быстроту совершения работы отражает скорость совершения работы – мощность: N=AtN = \frac{A}{t}.

Из формулы для мощности можно получить ещё одну формулу. Итак, мощность вычисляется по формуле

N=AtN=\frac{A}{t}.

Вспомним, что для работы AA тоже существует формула.

Как выглядит формула работы (считайте, что направления силы и перемещения совпадают)?

A=FSA = F \cdot S.

A=FSA = \frac{F}{S}.

A=FSA = F - S.

A=SFA = \frac{S}{F}.

Тогда выражение для мощности можно переписать в виде:

N=At=FSt=FSt=FVN = \frac{A}{t} = \frac{F \cdot S}{t} = F \cdot \frac{S}{t} = F \cdot V.

Итак,

N=FVN = F \cdot V.

То есть для того, чтобы узнать мощность – нужно силу умножить на скорость.

Рассмотрим пример.

Тело движется вдоль оси OXOX под действием силы F=2F = 2 Н, направленной вдоль этой оси. На рисунке приведён график зависимости проекции скорости VxV_x тела на эту ось от времени tt.

Какую мощность развивает эта сила в момент времени t=3t = 3 с? Ответ выразите в Вт.

(Источник: ЕГЭ-2013. Физика. Тренировочная работа №2 от 05.02.2013)

Задачи для самостоятельного решения: #мощность

  • Понравилось?