توان

نوشته شده توسط 

در زبان عاميانه معمولاً فیزیکی توان با قدرت و زور اشتباه مي‌‌شود. البته مواردي وجود دارد كه زور بيش‌تر با توان بيش‌تر همراه است اما هميشه اين گونه نيست. به اين ورزشكار خوب نگاه كنيد. انصافاً كه با چه عجله ‌اي از پله‌ها بالا مي‌‌رود، تا هر چه سريع ‌تر به طبقه پنجم برسد. حال فرض كنيد جناب ورزشكار همين پنج طبقه را خيلي آرام و يواش بالا برود.

pic-dynamic-dynamic37


 

به نظر شما در كدام حالت كار بيش‌تري انجام داده است؟

 

بله، دقيقاً درست است. كار در هر دو حالت يكسان (و برابرmgh) است.

 

به فردي كه ماشين را مي‌كشد توجه كنيد. معمولا اين افراد ماشين‌‌هاي سنگين را در مسافت ١٠٠ متر جابجا مي‌ كنند.

 

engs28

فرض كنيد دو نفر مسابقه دهند. كدام يك كار بيش‌تري انجام مي‌ دهد؟ كدام يك توان بيش‌تري دارد؟

engs29


بديهي است كه كار انجام شده در هر دو مورد يكي است ولي آنكه در زمان كوتاه تري كار را انجام دهد توان بيش‌تري دارد.

توان به معني كار انجام شده در واحد زمان است. البته كار هميشه در فرآيند تبديل انرژي روي مي‌ دهد. پس توان، ميزان انرژي انتقال يافته (يا تبديل شده) در واحد زمان نيز هست.

 tavan1  

tavan2


واحد اندازه‌گيري توان وات است. ين نام گزاري به افتخار تلاش هاي "جيمز وات" صورت پذيرفته است.

watt

 

براي آنكه مقدار حدودي يك وات را درك كنيد به موارد زير توجه كنيد.

توان يك وزنه بردار حدود ١٥٠٠ وات (توان دو اسب) است (البته براي مدت كوتاهي(

توان ما براي مدت ٨ ساعت حدود ٧٥ وات است (كمتر از لامپ ١٠٠ وات منزل!) البته عمده توان ما در اين مدت صرف گرم شدن محيط يا اتاق مي‌‌شود. البته اگر بدويد توان شما حدود ٥٠٠ وات خواهد بود.

شكل زير مقادير توان حدودي يك دونده، عقربه‌‌ي ساعت و خودرو به ما مي‌ دهد.

pic-dynamic-dynamic37

در شكل زير توان ورودي و خروجي دو وسيله را مي‌بينيد.

.

engs38

engs38b

 

 

در زير روشي براي اندازه‌گيري توان شما آورده شده است.

ابتدا جرم بدنتان را اندازه بگيريد.  engs16

سپس ارتفاع چندين پله که مي‌خواهيد از آن بالا رويد را اندازه بگيريد. با به دست آوردن اين دو مقدار، مي‌‌توانيد كار لازم براي بالا رفتن از پلكان را اندازه بگيريد.

W = F *d = mgh

 engs15

با تمام توان خود از پلكان‌ها بالا برويد و زمان را اندازه ‌گيري كنيد (t). حال مي‌ توانيد به کمک رابطه‌ي زير توان را به دست آوريد.

P = (mgh) /t

 

engs14

 

انرژي را با توان اشتباه نگيريد!

توان توليد برق بعضي نيروگاه‌ها حدود ٥٠/٠٠٠/٠٠٠ وات است و بعضي ليزرها (كه براي برش فلزات از آن‌ها استفاده مي‌شود) تواني در حدود ١٠٠/٠٠٠/٠٠٠ وات دارند.

كدام يك از اين دو انرژي بيش‌تري انتقال مي‌‌دهند يا داراي انرژي بيش‌تري هستند؟

5319

nucl11


در فيلم روبرو نمونه ي از دستگاه برش ليزري را مي بينيد.

پاسخ صحيح نيروگاه برق است! زيرا يك نيروگاه توليد برق در هر ثانيه ٥٠/٠٠٠/٠٠٠ ژول انرژي برق توليد مي‌ كند. ولي يك ليزر ١٠٠/٠٠٠/٠٠٠ واتي فقط مي‌ ‌تواند در مدت زمان حدود ٠/٠١ ميليونيوم ثانيه چنين تواني را ارسال نمايد، انرژي منتقل شده در اين مدت حدود 1 ژول است. اين مقدار انرژي فقط مي‌ تواند آب يك قاشق چاي خوري را بجوش آورد!

بنابراين نبايد توان بيش‌تر را به معني انرژي انتقال يافته بيش‌تر تصور كرد، بلكه زمان انتقال انرژي نيز مهم است.

زمان * توان = كار انجام شده

زمان * توان = انرژي انتقال يافته

آخرین ویرایش در سه شنبه, 07 شهریور 1391 ساعت 14:13
محتوای بیشتر در این بخش: « رابطه كار انتقال انرژي »

نظر دادن

از پر شدن تمامی موارد الزامی ستاره‌دار (*) اطمینان حاصل کنید. کد HTML مجاز نیست.