Мощность

Часто важна «быстрота» совершения работы, которая определяется мощностью.

Мощностью N называют отношение совершённой работы А к промежутку времени t, за который эта работа совершена:

Например, строительный кран поднимает сотни кирпичей на высоту многоэтажного дома за считаные секунды, а человеку для этого потребовалось бы несколько дней. Значит, мощность подъёмного крана во много раз больше мощности человека.

Единица мощности

За единицу мощности в СИ принимают такую мощность, при которой работа в 1 Дж совершается за 1 с. Эту единицу мощности назвали ватт¹ (Вт): Часто используют также такие единицы мощности, как киловатт (1 кВт = 10³ Вт) и мегаватт (1 МВт = 10⁶ Вт).

¹ В честь английского изобретателя Джеймса Уатта.

Чтобы получить представление о единицах мощности, решим задачу.

РЕШИМ ЗАДАЧУ

Какую мощность развивает школьник массой 50 кг, взбегая с первого этажа на пятый за полминуты? Высоту этажа примем равной 3 м.

Р е ш е н и е. Совершаемая школьником работа А = mgh, где m — масса школьника, h — высота, на которую он поднялся (он поднялся на 4 этажа, то есть на 12 м). Следовательно, где t — время подъёма (30 с). Получаем

«Мощность» человеческого разума

Итак, человек может развивать мощность всего в десятки и сотни ватт. Зато мощность созданных разумом человека двигателей в тысячи, миллионы и даже миллиарды раз превышает мощность самого человека (рис. 26.1). Например, мощность легкового автомобиля достигает 100 кВт, а большого пассажирского авиалайнера — 100 МВт. Наибольшую на сегодня мощность развивают двигатели космических ракет — сотни тысяч МВт.

Сравнение мощности человека с мощностью созданных им двигателей

Как выразить мощность через силу и скорость?

Пройденный путь s выражается через скорость υ и время движения t формулой s = υt. Поэтому

Таким образом, мощность равна произведению модуля силы на модуль скорости.

Следовательно, чтобы увеличить силу при той же мощности двигателя, надо уменьшить скорость. Вот почему на подъёме водитель производит переключение на первую скорость: чтобы увеличить силу тяги двигателя при той же мощности, надо уменьшить скорость движения.