Cara mengira kuasa dalam kuasa kuda atau watt, maksud istilah ini, dan mengapa istilah ini penting.
Langkah
Langkah 1. Kaji asasnya
Kata kuasa ditakrifkan sebagai selang waktu untuk melakukan kerja. Sementara itu, kerja adalah istilah lama untuk mengukur seberapa efektif daya yang diterapkan dalam menggerakkan objek lengai atau menghadapi halangan atau halangan lain dan meliputi jarak.
- Maksudnya di sini adalah untuk melakukan "kerja", kekuatan mesti menempuh jarak jauh. Contohnya, jika baling-baling dengan kekuatan 300 N menggerakkan kapal di air 80 m, maka kerja yang dilakukan adalah FORCE x DISTANCE = 300 x 80 = 24,000 "Nm / Joule" --- sehingga dapat dikatakan bahawa baling-baling baling-baling telah melakukan kerja 24,000 Joule.
- Pertimbangkan masa yang diperlukan untuk menggerakkan kapal sejauh itu. Anggaplah kapal bergerak sejauh ini dengan kelajuan 20 m sesaat (m / s). Untuk menempuh jarak 80 m, kapal memerlukan 80/20 = 4 saat. Oleh itu, baling-baling kapal melakukan 24,000 Joule kerja dalam 4 saat, jadi daya digunakan pada kadar 24,000 / 4 = 6,000 Joule sesaat (J / s).
-
Fahami latar belakang sejarah masa. Kembali pada hari-hari sebelum enjin petrol dan tenaga wap digunakan untuk menggerakkan kereta api dan kapal pertama (kapal pertama yang menggunakan baling-baling adalah HMS Britain yang perjalanan pertama berlaku pada tahun 1846 dan menggunakan satu baling-baling dengan 6 bilah, yang kelihatan seperti kincir angin), kuda melakukan pekerjaan yang sangat berat dan bervariasi. Secara unik, orang mengukur berapa banyak usaha yang dapat dilakukan oleh kuda dan mengira waktunya. Setelah mencari rata-rata sejumlah percobaan, mereka memutuskan 746 J / s sebagai kadar kerja biasa yang dilakukan oleh kuda yang sihat. Kemudian standard ini dikenali sebagai "kuasa kuda". 746 Joules sesaat menjadi satu kuasa kuda (hp). Perkara ini masih berlaku hingga kini.
746 X 60 = 44,760 Joules seminit, yang sama dengan: satu hp
- Satu lagi unit kuasa sejagat, yang kini umumnya terhad kepada peralatan elektronik dan elektrik dan berdasarkan sistem metrik MKS (meter-kilogram-saat / saat), adalah "watt". Sekiranya satu kekuatan Newton menempuh jarak satu meter, maka satu kerja perlu dilakukan; jika daya memerlukan satu saat untuk melakukan satu joule kerja ini, maka penggunaan kuasa adalah satu watt. Jadi satu watt adalah satu joule sesaat.
Langkah 2. Pertimbangkan industri yang memerlukan pada masa ini
Dalam kebanyakan kes di industri, kita bekerja dengan mesin berputar dan bukan mesin dengan gerakan lurus seperti kuda yang membajak dengan harrow di tanah seluas 160.000 m². Oleh itu, kita seharusnya dapat menentukan daya keluaran seperti motor elektrik, mesin wap, turbin, diesel, dan lain-lain, dan dengan itu, kita dapat mengetahui subjek tork.
- Tork adalah pengukuran kecenderungan untuk mengubah arah atau memutar sesuatu atau memberikan gerakan putaran pada objek pada beberapa paksi. Sekiranya anda menekan pemegang tuas lima meter dengan kekuatan 20 Newton, anda menggunakan tork 5 X 20 = Newton-meter.
- Sekarang, inilah kesukaran dan boleh menyebabkan kekeliruan. Untuk mengira kerja linear pada garis lurus, anda mengalikan daya dengan anjakan. Sekali lagi, anda menggandakan daya dalam unit yang sama dengan anjakan, tetapi dalam kes ini perpindahan adalah "lengan tuas" dan walaupun anda menghasilkan daya kilas, kecuali sesuatu berputar, tidak ada pergerakan dan dengan demikian, tidak ada kerja.
- Kerja dan tork, walaupun nampaknya diukur dalam unit yang sama, sebenarnya sangat berbeza. Tidak ada kerja yang dilakukan sebelum tork menghasilkan putaran sebenar, dan oleh itu, tidak ada daya yang digunakan.
- Kerja diukur dalam Joules (J) sementara tork diukur dalam Newton.meters (Nm) untuk membezakan antara keduanya.
Langkah 3. Ukur kerja jika ada pergerakan atau "anjakan" putaran
Katakan tuas terkunci dengan kuat pada titik arahnya yang berakhir pada gandar dan tangan anda, menggunakan daya 20 N seperti sebelumnya, menempuh jarak dua meter di sepanjang bulatan yang diwakili oleh tuas lima meter, maka kerja dilakukan, seperti dalam kes garis lurus di atas, di atas, sama dengan perpindahan kali daya atau 20 X 2 = 40 meter Newton. Anggaplah anda mengalikan dan membahagi nombor ini dengan tuas panjang 5 meter atau "tuas lengan". Jelas, ini tidak akan mengubah hasilnya, jadi anda boleh menulis:
- Berfungsi = 5 X 20 X 2/5 dan hasilnya adalah 40 Joule seperti sebelumnya, tetapi adakah 5 X 20 melebihi itu? Anda baru sahaja melihat bahawa ia adalah tork.
- Apa itu "2/5"? Perpindahan linear 2 meter dibahagi dengan lengan tuas, memberitahu anda sejauh mana anda memusingkan gandar dalam unit sudut yang disebut radian. Radian, yang digunakan secara universal dalam fizik dan kejuruteraan mekanikal, didefinisikan sebagai sudut antara dua jari-jari bulatan sehingga titik pada lilitan bulatan di mana kedua jari bersilang, dipisahkan oleh panjang jari-jari bulatan. Pengiraan ini sangat dekat dengan 57 darjah atau juga sudut yang terbentuk di tengah bulatan oleh lengkok yang sama dengan jejari bulatan pada lilitan bulatan.
-
Oleh itu, anda boleh mengatakan bahawa kerja yang dilakukan oleh tork yang menghasilkan radian anjakan putaran (theta) sama dengan tork (L)
- kali perpindahan putaran atau
- kerja = L X theta dalam joules
Langkah 4. Perhatikan bahawa anda lebih berminat dengan jumlah tenaga kuda dalam putaran motor dan mesin, iaitu selang waktu untuk melakukan kerja putaran:
- daya putaran = torsi X anjakan sudut (radian) / masa (saat)
-
Dalam fizik, halaju sudut ditulis dalam radian sesaat, tetapi motor atau kapal terbang atau mesin kapal yang anda lihat selalu diukur dalam r.p.m (putaran per minit), jadi kita harus mengubahnya.
- Satu revolusi seminit (rpm) = 60 putaran / saat = 60 rps, tetapi satu revolusi sesaat = 2 X pi radian sesaat
- Jadi daya dalam Joules per saat dari alat berputar, menghasilkan tork, L, dan berputar pada kelajuan S rpm, adalah
- Kuasa = S / 60 X (2 pi) X L dalam J / s dan seperti yang ditulis sebelumnya, untuk menukarnya menjadi kuasa kuda, anda harus membahagi dengan 746 atau
- Tenaga kuda motor = (2 pi) / 44.760 X L X S di mana L adalah tork yang diukur dalam meter Newton (biasanya dengan brek Prony) dan S adalah kelajuan putaran dalam r.p.m yang dapat diukur dengan pembilang, stroboskop, laser, dll. Dengan cara ini, keluk prestasi enjin kereta dan motosikal dapat digambarkan dalam bentuk grafik tork berbanding r.p.m. dan kuasa (hp) berbanding kelajuan enjin dalam r.p.m. dan juruteknik automotif dapat melihat prestasi optimumnya dari carta ini.
