물리학의 힘 - 개념, 유형, 예 및 공식

물리학에 어떤 힘이 있는지, 존재하는 종류와 다양한 예를 설명합니다. 또한 이를 계산하는 공식도 있습니다.

전력은 주어진 시간에 수행된 작업의 양입니다.

물리학에서 힘이란 무엇입니까?

물리학에서 힘(기호 P 로 표시됨)은 주어진 시간 단위 동안 어떤 방식으로든 수행되는 주어진 일 의 양입니다 . 즉, 일부 객체나 시스템이 생산하는 단위 시간당 작업량입니다 .

전력은 스코틀랜드 발명가 제임스 와트(James Watt)에게 경의를 표하는 단위인 와트(W)로 측정되며 초당 수행되는 작업의 1줄(J)에 해당합니다 . 즉, 다음과 같습니다.

W = J/초

앵글로색슨 측정 시스템에서 이 단위는 마력 ( hp ) 으로 대체됩니다 .

동력을 정확하게 이해하고 측정하는 능력은 산업혁명을 지탱한 장치인 최초의 증기기관 개발에 결정적인 요소였습니다 . 그러나 요즘에는 전송되는 에너지 의 양을 지정할 수도 있기 때문에 일반적으로 전기 및 기타 유형의 현대 에너지 자원 과 관련됩니다 .

참조: 물리학의 역학

전원 유형

전력에는 다음과 같은 유형이 있습니다.

• 기계적 힘. 단단한 고체 또는 변형 가능한 고체에 힘을 가함으로써 파생되는 것입니다.

• 전력. 일 대신 시스템 이나 회로 에서 단위 시간당 전송되는 에너지의 양을 나타냅니다 .

• 난방력. 단위 시간당 신체가 환경 으로 방출하는 열의 양을 나타냅니다 .

• 사운드 파워. 이는 음파가 주어진 표면을 통해 단위 시간당 전달하는 에너지의 양으로 이해됩니다.

자세히 보기: 전력

거듭제곱 공식

기계의 힘은 그것이 일을 할 수 있는지를 알려줍니다.

일반적으로 전력은 다음 공식에 따라 계산됩니다.

P = ΔE/ Δt

ΔE는 에너지 변화 또는 일 변화를 나타냅니다.

Δt는 초 단위로 측정된 시간을 나타냅니다.

그러나 각 유형의 힘은 자체 공식으로 표현됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

• 기계적 힘.  P(t) = Fv, 솔리드가 회전하고 적용된 힘이 각속도를 변경하는 경우 대신 P(t) = Fv + M.Ω를 사용합니다. F와 M은 각각 합력과 합력 모멘트가 됩니다. V와 Ω는 결과가 계산된 지점의 속도와 몸체의 각속도가 됩니다.

• 전력.  P(t) = I(t). V(t), 여기서 I는 암페어로 측정된 흐르는 전류이고, V는 볼트로 측정된 전위차(전압 강하 )입니다. 전기 전도체가 아닌 저항기 인 경우 사용할 공식은 P = I 2 R = V 2 /R입니다. 여기서 R은 옴 단위로 측정된 재료의 저항입니다.

• 난방력. P = E/t. 여기서 E는 제공되는 열 에너지(J)로 측정됩니다. 이것이 열의 정도에 무관하다는 점에 유의하십시오.

• 사운드 파워. PS = ʃ I s dS, 여기서 I s는 소리의 강도이고 dS는 파동이 도달하는 요소 입니다 .

힘의 예

• 질량을 움직이는 힘

우리는 건축 자재 100kg을 건설 중인 건물의 7층, 즉 지상에서 약 20m 높이까지 들어올리려고 합니다 . 우리는 크레인을 이용해서 4초 안에 하고 싶기 때문에 크레인의 필요한 힘을 알아내야 합니다.

P = w/t 공식을 사용하려면 먼저 크레인이 한 일을 계산해야 합니다.

이를 위해 우리는 공식 W = F를 사용합니다. d. cos a = 100 x 9.8 x 20 x 1 = 19,600 N. 그러면 P = 19,600 N / 4 s, 즉 크레인의 출력은 4900 W가 되어야 합니다.

• 저항에 의해 소비되는 전력

10암페어의 전류를 통과시킬 때 10옴의 전기 저항에 의해 소비되는 전력량을 계산해야 합니다 . 이 경우에는 다음과 같이 P = R x I 2 공식을 적용합니다 . P = 10 x 10 2 , 결과적으로 1000와트의 전력이 소비됩니다.

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