Indhold

• Trin

Hvordan man beregner hestekræfter eller watt, hvad de karakteriserer, og hvorfor de betyder noget.

Trin

1. 1 Det grundlæggende. Ordet "magt" er defineret som arbejde udført på en bestemt tid. Arbejde er til gengæld et historisk udtryk, der kendetegner effektiviteten af ​​en anvendt kraft (for at bevæge kroppen eller overvinde andre forhindringer eller modstand) over en bestemt afstand.
   • Det vigtige her er, at for "arbejde" skal kraften virke på en bestemt afstand. For eksempel, hvis propellen flytter båden gennem vandet med en kraft på 300 N i en afstand på 80 m, så er arbejdet lig kraften x afstand = 300 X 80 = 24000 J (N * m), at er, kan vi sige, at propellen udførte 24000 J arbejde.
   • Overvej den tid det tog at flytte båden en vis afstand. Antag, at skibet bevæger sig med en hastighed på 20 m / s. Det ville tage 80/20 = 4 sekunder at køre 80 meter. Så bådens propel udførte 24000 J arbejde på 4 sekunder, så effekten er: 24000/4 = 6000 W (J / s).
   • Historisk reference. Før forbrændingsmotorer og dampkraft, der drev de allerførste tog og skibe (den første propel blev installeret på HMS Storbritannien, der først gik til søs i 1846; den havde en seks-bladet propel, der lignede en vindmølle), en stort udvalg af opgaver blev udført af heste. Derfor beregnede folk mængden af ​​arbejde, som en hest kan udføre på et givet tidspunkt. Efter at have beregnet værdierne fra et antal forsøg, bosatte de sig til 550 lb-ft i sekundet som standardværdien for arbejde udført af en sund hest. Derefter blev denne værdi kendt som "hestekræfter".
     • I Rusland refererer hestekræfter til metriske hestekræfter, hvilket er cirka 735,5 watt.
   • En anden almindeligt anvendt kraftenhed er "Watt" (SI International System of Units). Hvis en kraft på en Newton flytter kroppen en afstand på en meter, så er arbejdet lig med en Joule, og hvis dette arbejde tager et sekund, så er effekten lig med en Watt. Derfor er et watt lig med en joule pr. Sekund.
2. 2 Overvej dagens branchens behov. I det overvældende flertal af tilfældene i industrien har vi at gøre med roterende mekanismer og ikke med retlinet bevægelse. Så vi har brug for at vide, hvordan vi beregner effekten af ​​elektriske motorer, dampmaskiner, turbiner, diesler osv., Og derfor er vi nødt til at overveje drejningsmomentet eller mere korrekt kraftmomentet.
   • Kraftøjeblikket karakteriserer kraften, der har tendens til at dreje eller vride noget, det vil sige at bibringe kroppen en rotationsbevægelse omkring en bestemt akse. Hvis du vrider et 50 cm (0,5 m) håndtag med en kraft på 200 N, er kraftmomentet 0,5 x 200 = 100 N * m.
   • Bliv ikke forvirret. For at beregne arbejdet udført i lige linje bevægelse multiplicerer du kraften med bevægelsen. Og her multiplicerer du kraften med forskydningen, men i dette tilfælde er forskydningen lig med "armen", det vil sige afstanden fra aksen til kraftens anvendelsespunkt.
   • Arbejde og kraftmoment er forskellige begreber. Så længe kraftmomentet ikke roterer, udføres intet arbejde, og der forbruges ikke strøm.
3. 3 Mål arbejdet i roterende bevægelse. Antag, at en 50 cm lang arm er stift fastgjort til rotationsaksen, du anvender en kraft på 200 N på den, mens armen roterer 20 cm omkring omkredsen. Arbejde i dette tilfælde er lig med produktet af kraft og forskydning, det vil sige 0,2 x 200 = 40 N * m. Antag, at du samtidig multiplicerer og deler dette tal med 0,5 m - armens længde. Dette ændrer naturligvis ikke resultatet, så du kan skrive:
   • Arbejd = 0,5 • 200 X 0,2 / 0,5 og få igen svaret: 40 N * m. Men hvad betyder produktet 0,5 * 200? Dette er magtens øjeblik.
   • Hvad er 0,2 / 0,5? 20 cm omkredsstrækning divideret med armens længde (i det væsentlige cirkelens radius) giver dig rotationsmængden i radianer.En radian er defineret som vinklen mellem to radier i en cirkel i en situation, hvor længden af ​​buen mellem de to radier er lig med cirkelens radius. 1 rad = 57 grader (cirka).
   • Således er arbejdet udført ved kraftmomentet under rotationsforskydning (theta, i radianer) lig med produktet af drejningsmomentet (M) med mængden af ​​rotationsforskydning (i radianer):
     • Arbejde = M * theta (i radianer)
4. 4 Bemærk, at effekten beregnes over en bestemt tid, derfor:
   • Effekt = kraftmoment * (vinkel / tid)
   • vinkel / tid er vinkelhastighed (i rad / s)
   • I fysikken måles vinkelhastigheden i radianer pr. Sekund, men denne værdi for et fly eller en skibsmotor er altid angivet i omdrejninger pr. Minut, og derfor bliver vi nødt til at konvertere disse værdier.
     • En omdrejning pr. Minut (omdr./min.) = 60 omdrejninger pr. Sekund (rps) og en omdrejning pr. Sekund = 2 * PI -radianer pr. Sekund
     • Hvis M er kraftmomentet (drejningsmoment), n er antallet af omdrejninger pr. Minut, så er effekten i watt lig med:
     • Effekt = M * (2 * PI / 60) * n
   • For at få denne værdi i hestekræfter skal du dividere den med 735,5.