If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Fizika

Course: Fizika > Unit 5

Lesson 1: Ish va energiya
Tabiiy fanlar
Fizika
Ish va energiya
Ish va energiya
© 2023 Khan AcademyFoydalanish shartlariMaxfiylik siyosatiCookie Notice

Quvvat nima?

Google sinfxona
Quvvat nima ekanini va undan ish bajarishning tezligini ifodalash uchun qanday foydalanish mumkinligini oʻrganing.

Quvvat nima?

Biz energiya kabi quvvat soʻziga ham tez-tez duch kelamiz. Kundalik hayotda u koʻplab maʼnoga ega. Ammo fizikada u aniq bir maʼnoda qoʻllanadi. Quvvat bu jismlarning ish bajarish tezligi (yoki energiya uzatish tezligi).
Quvvatni toʻgʻri oʻlchash oldingi muhandislar uchun sanoat inqilobini sodir qilishda asosiy sabablardan biri boʻlgan. U butun dunyoni boshqarib turadigan energiya resurslaridan toʻgʻri foydalanishda hali ham ahamiyatga ega.

Quvvat qanday oʻlchanadi?

Quvvatning asosiy birligi Vatt va u start text, W, end text bilan belgilanadi. U Shotland ixtirochisi Jeyms Uattning sharafiga qoʻyilgan. Hayotda siz vatt soʻzi bilan duch kelgan boʻlsangiz kerak. Elektr jihozlari va yorugʻlik chiroqlarining quvvati vattlarda (W) beriladi.
Bir vatt bu bir sekundda bir joul ish bajaradigan qurilmaning quvvati. Agar P quvvat vattlarda berilsa, delta, E energiyaning oʻzgarishi joullarda va delta, t vaqt sekundlarda ifodalangan boʻladi:
P, equals, start fraction, delta, E, divided by, delta, t, end fraction
Quvvatning yana bir birligi keng qoʻllanadi: ot kuchi. U ot deb belgilanadi va kelib chiqishi 17 asrga borib taqaladi. U paytda otlar vertikal chigʻirlarni aylantirishda foydalanilgan. Shundan soʻng, ot kuchi oʻlchovi 75, space, start text, k, g, end text massali jismni 1 sekundda 1 metrga koʻtarish uchun kerak boʻladigan quvvat sifatida kiritilgan. Demak, bu quvvat vattlarda qanchaga teng?
Bizga maʼlumki, jismni vertikal koʻtarishda biz ogʻirlik kuchiga qarshi ish bajaramiz va jismni biror balandlikka koʻtarish uchun E, start subscript, p, end subscript, equals, m, dot, g, dot, h energiya talab qilinadi. Agar sonlarni qoʻysak, quyidagiga ega boʻlamiz:
start fraction, 75, space, k, g, dot, space, 9, point, 807, space, m, slash, s, squared, dot, 1, space, m, divided by, 1, space, s, end fraction, equals, 735, point, 5, space, W

Oʻzgaruvchan quvvatni qanday oʻlchaymiz?

Energiya manbalaridan foydalaniladigan koʻp holatlarda foydalanish darajasi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarib turadi. Uydagi elektr energiyasidan foydalanish (1-rasmga qarang) bunga misoldir. Biz kun davomida minimal isteʼmolni kuzatamiz, ovqat tayyorlashda isteʼmol maksimumga chiqadi va kechqurun yorugʻlik va isitishdan uzoq vaqt foydalanganda davomiy katta isteʼmol kuzatiladi.
Quvvatni ifodalashning kamida uch yoʻli bor. Bular: Oniy quvvat P, start subscript, start text, o, end text, end subscript, oʻrtacha quvvat P, start subscript, start text, o, ʻ, r, t, end text, end subscript va maksimal quvvat P, start subscript, start text, m, a, x, end text, end subscript. Elektr tarmoq korxonalari ularning barchasini kuzatib boradi. Aslini olganda, turli xil energiya manbalari quvvat isteʼmolining turlicha maqsadlarida foydalaniladi.
  • Oniy quvvat bu ixtiyoriy kichik vaqt momentidagi quvvat. Agar biz quvvat formulasini yodga olsak P, equals, delta, E, slash, delta, t, ushbu holda delta, t juda kichik vaqt oraligʻi boʻladi. Agar sizda quvvat-vaqt grafigi boʻlsa, unda oniy quvvat ixtiyoriy vaqt momentida grafikdagi qiymatga teng.
  • Oʻrtacha quvvat uzoq vaqt oraligʻida oʻlchanadi, masalan, delta, t juda katta boʻlgan holat uchun. Uni topishning bir yoʻli - quvvat-vaqt grafigi ostidagi yuzani topish (bu bizga oʻsha vaqt intervalida bajarilgan ishning qiymatini beradi) va uni yuza hisoblangan vaqt intervaliga boʻlish. Buni bajarishning eng yaxshi yoʻli - matematik analizdan foydalanish, ammo ayrim hollarda sodda geometrik hisoblashlar ham yetarli boʻlishi mumkin.
  • Maksimal quvvat bu biror vaqt oraligʻidagi oniy quvvatning eng katta qiymatidir. Avtomobil dvigatellari va stereo sistemalar (musiqa jihozlari) eng yuqori quvvatni yetkazib berish qobiliyatiga ega boʻlgan tizimlarning namunasidir, bu ularning oʻrtacha quvvatidan ancha yuqori boʻladi. Ammo odatda, zararning oldini olish maqsadida, bu quvvatdan faqat qisqa vaqt davomida foydalangan maʼqul. Shunga qaramay, ushbu holatlarda yuqori darajadagi quvvat haydash yoki tinglashni zavqli qilish uchun yuqori oʻrtacha quvvatga qaraganda muhimroq boʻlishi mumkin.
1-rasm : Oddiy hovlining kunlik elektr energiyasi isteʼmoli
1-mashq : 1-rasmdan foydalangan holda, soat 10 : 00 dagi oniy quvvatni, butun sutka davomidagi oʻrtacha va maksimal quvvatni toping.
2-mashq: Oʻta qisqa impulsli lazerlarda oʻrtacha va maksimal quvvat orasida katta farq mavjud. Ular fizik tadqiqotlarda juda ham yorqin nurlarni chiqarishda ishlatiladi, biroq bu juda qisqa vaqt davomida sodir boʻladi. Odatiy qurilmalar davomiyligi 100, space, f, s (1, start text, space, f, s, end text, equals, 10, start superscript, minus, 15, end superscript, space, s ekanini yodda tuting) boʻlgan toʻlqin impulsi chiqarishi mumkin, bunda maksimal quvvat 350, space, k, W – bu oʻrtacha 700 xonadonga yetarli quvvat! Agar shunday lazer sekundiga 1000 ta toʻlqin impulsi chiqarsa, uning oʻrtacha quvvati qanday?

Quvvat tushunchasi jismlarning harakatini tavsiflashda foydalimi?

Quvvat formulasi ish va vaqtni oʻzaro bogʻlaydi. Ish biror kuch tomonidan bajariladi, kuch esa jismlarni harakatlantira oladi, bundan, quvvatni bilish bizga harakat haqidagi biror maʼlumotni berishi mumkin.
Agar biz kuchning bajargan ishi W, equals, F, dot, delta, x, start text, space, c, o, s, end text, theta ni P, equals, start fraction, W, divided by, delta, t, end fraction formulaga qoʻysak:
P, equals, start fraction, F, dot, delta, x, dot, cosine, theta, divided by, delta, t, end fraction
Agar kuch koʻchish yoʻnalishida boʻlsa (xuddi koʻplab masalalardagidek), cosine, left parenthesis, theta, right parenthesis, equals, 1 ga teng boʻladi va formulani quyidagicha yozish mumkin:
P, equals, F, dot, v
Yoʻlning vaqtga nisbati tezlikka tengligidan yuqoridagi hosil boʻladi yoki
P, start subscript, i, end subscript, equals, m, dot, a, dot, v
Ushbu formulamizdagi quvvat P, start subscript, i, end subscript oniy quvvatni ifodalaydi. Chunki formulamizda tezlik va tezlanish qatnashgan va tezlik vaqt davomida oʻzgarishi mumkin. Shu sababli bu formula biror vaqt momentidagi tezlik olinsa maʼnoga ega. Aks holda, biz oʻrtacha tezlikka murojaat qilamiz, yaʼni:
P, start subscript, a, v, g, end subscript, equals, m, dot, a, dot, start fraction, 1, divided by, 2, end fraction, left parenthesis, v, start subscript, o, x, i, r, g, i, end subscript, plus, v, start subscript, b, o, s, h, l, a, n, g, ʻ, i, c, h, end subscript, right parenthesis
Bu juda foydali boʻlishi mumkin. 1000, start text, space, k, g, end text massali mashinaning pasportidagi quvvati 75, start text, space, k, W, end text (taxminan 100, start text, space, o, t, space, k, u, c, h, i, end text) boʻlsin. Sotuvchi u 0, –, 25, start fraction, start text, m, end text, divided by, start text, s, end text, end fraction tezlik oraligʻida oʻzgarmas tezlanishga ega deb aytmoqda.
Shu maʼlumotlardan biz ideal sharoitda mashinaga 25 m/s tezlikka erishish uchun kerak boʻladigan vaqtni topishimiz mumkin.
P, start subscript, o, ʻ, r, t, end subscript, equals, m, dot, a, dot, start fraction, 1, divided by, 2, end fraction, v, start subscript, o, x, i, r, g, i, end subscript
Tezlanish delta, v, slash, delta, t ekanidan:
Poʻrt=m⋅(voxirgi/t)⋅12voxirgi=mvoxirgi22t\begin{aligned} P_\mathrm{oʻrt} &= m \cdot (v_{oxirgi} / t) \cdot \frac{1}{2} v_\mathrm{oxirgi} \\&= \frac{mv_\mathrm{oxirgi}^2}{2t}\end{aligned}
Uni quyidagicha yozish mumkin:
t=voxirgi2⋅m2⋅Poʻrt=(25 m/s)2⋅1000 kg2⋅75000 W=4.17 s \begin{aligned} t &= \frac{v_\mathrm{oxirgi}^2 \cdot m}{2 \cdot P_\mathrm{oʻrt}} \\ &= \frac{(25~\mathrm{m/s})^2 \cdot 1000~\mathrm{kg}}{2\cdot 75000~\mathrm{W}} \\ &= 4.17~\mathrm{s} \end{aligned} \
2-mashq: Hayotda biz bunday katta tezlanishni kuzata olmaymiz. Buning sababi, mashina havoning qarshilik kuchiga uchraydi, u esa koʻchish yoʻnalishiga teskari boʻlib, manfiy ish bajaradi. Tasavvur qiling, biz ishlab chiqaruvchi maʼlumotlariga ishondik, biroq vaqt t=8 s chiqdi. Quvvatning qanday qismi qarshilik kuchini yengishga sarf boʻlgan?

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish
Hozircha izohlar yoʻq.
Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.