Мощность, работа и время

Физика · 7 класс. Изучите схему, разберите примеры и проверьте себя.

Что характеризует мощность

Одну и ту же механическую работу можно выполнить за разное время. Средняя мощность показывает, какая работа приходится на единицу времени: Nср = A/t, t > 0. В школьной записи мощность часто обозначают N. Её не следует путать с ньютоном: Н — обозначение единицы силы.

Ватт

Единица мощности в СИ — ватт, Вт. 1 Вт = 1 Дж/с. Если механизм выполняет 120 Дж за 3 с, средняя мощность 40 Вт. Та же работа за 6 с соответствует 20 Вт. Работа одинакова, а скорость её выполнения различается.

Работа, время и мощность

Из определения следуют A = Nсрt и t = A/Nср при подходящих ненулевых данных. Средняя мощность и работа должны относиться к одному промежутку. Если мощность постоянна, её значение также можно использовать в произведении Nt. При переменной мощности среднее не обязано совпадать со значением в каждый момент.

Минуты и кратные единицы

1 кВт = 1000 Вт, 1 мин = 60 с. Для ответа в Вт работу в кДж переводят в Дж, минуты — в секунды. Например, 0,72 кДж за 1 мин дают 720/60 = 12 Вт. Деление 0,72 на 1 без перевода не даёт число ватт.

Время остановки

Если рассматривают весь промежуток с остановкой, её время включают в знаменатель, а выполненная за остановку механическая работа может быть нулевой. Например, 24 Дж за 2 с, затем 16 Дж за 3 с и 5 с без работы дают всего 40 Дж за 10 с, то есть 4 Вт. Средняя мощность только за время работы была бы другой величиной.

Что сравнивать

При одной работе меньшее время означает большую среднюю мощность. При одной мощности за большее время выполняют больше работы. Но по одной мощности нельзя назвать работу без времени. Номинальная характеристика устройства и его фактическая полезная механическая мощность в заданном режиме не обязаны совпадать.

Проверьте себя