Cómo calcular el poder basado en la fuerza y ​​la velocidad

En física, se puede calcular el poder basado en la fuerza y ​​la velocidad. Porque el trabajo es igual a la fuerza por la distancia, se puede escribir la ecuación para la energía de la siguiente manera, suponiendo que la fuerza actúa a lo largo de la dirección del viaje:

dónde s es la distancia recorrida. Sin embargo, la velocidad del objeto, v, Solo es s Dividido por t, por lo que la ecuación se descompone para

Eso es un resultado interesante - energía es igual a la fuerza por la velocidad? Sí, eso es lo que dice. Sin embargo, debido a que a menudo tienen que dar cuenta de la aceleración cuando se aplica una fuerza, por lo general, escribir la ecuación en términos de potencia media y la velocidad media:

He aquí un ejemplo. Suponga que su hermano consiguió un coche nuevo ágil. ¿Crees que es un poco pequeña, pero él afirma que tiene más de 100 caballos de fuerza. " Bueno, " usted dice, salir en el portapapeles. " Vamos a poner a prueba ".

El coche de su hermano tiene una masa de

En la gran prueba de Física Pista en el borde de la ciudad, a medir su aceleración como 4,60 metros / segundo² más de 5,00 segundos cuando el coche comenzó desde el reposo. ¿Cuánta potencia es eso?

Tu sabes

así que todo lo que necesita para el cálculo es la velocidad media y la red de fuerza aplicada. Tome la fuerza neta primero. Tu sabes F = ma, para que puedas conectar los valores para obtener

Bueno, por lo que la fuerza aplicada para acelerar el coche de manera constante es 5.060 newtons. Ahora todo lo que necesita es la velocidad media. Diga la velocidad de partida fue v_yo y la velocidad final v_F . Tu sabes v_yo = 0 m / s, así que lo que es v_F? Bueno, usted también sabe que debido a que la aceleración es constante, la ecuación siguiente es cierto:

v_F = v_yo + a

Si llega el caso, usted sabe que la aceleración y el tiempo que el coche fue # 8232 aceleró en off:

v_F = 0 m / s + (4,60 m / s²) (5.00 s) = 23,0 m / s

Debido a que la aceleración es constante, la velocidad media es

Porque v_yo = 0 m / s, este se descompone en

La conexión de los números que da la velocidad media:

Gran - ahora usted sabe la fuerza aplicada y la velocidad media. Usted puede utilizar la ecuación

para encontrar la potencia media. En particular

Usted todavía tiene que convertir en caballos de fuerza. Un caballo de fuerza = 745,7 vatios, por lo

Por lo tanto, el coche desarrollado un promedio de 78.0 caballos de fuerza, no 100 caballos de fuerza. " Ratas, " dice tu hermano. " Exijo un recuento ".

Bueno, por lo que está de acuerdo con el cálculo de la energía de otra manera. Usted sabe que usted también puede calcular la potencia media como el trabajo dividido por el tiempo:

Y el trabajo realizado por el coche es la diferencia en el comienzo y el final energías cinéticas:

W = KE_F - KE_yo

El coche comenzó en reposo, por lo que KE_yo = 0 J. Eso deja sólo la energía cinética final para calcular:

La conexión de los números que da:

Así pues

y el trabajo realizado fue

se obtiene el siguiente:

Y, como antes

" ratas dobles, " su hermano dice.