1. Страница 1. Мощность как скорость совершения работы. Единица
измерения измерения мощности ватт
Одну и ту же работу разные двигатели могут выполнить за различное время: одни —
быстрее, другие — медленнее. Воду из цистерны можно вычерпывать вёдрами, но для
этой цели можно воспользоваться насосом, снабжённым двигателем. Механическая
работа, совершённая при этом, будет одной и той же. Но насос выполнит эту работу
быстрее, за более короткий промежуток времени. Значит, не только совершаемая работа,
но и быстрота её выполнения, т. е. работа, совершаемая в единицу времени, — важная
характеристика всякого устройства, с помощью которого совершается работа.
Быстроту выполнения работы характеризует мощность, которая обозначается буквой N.
Мощность N — это физическая величина, равная отношению работы А ко времени t , за
которое она совершается:
A
N= .
t
Здесь N — мощность, измеряется в ваттах, сокращённо Вт;
А — работа, измеряется в джоулях, сокращённо Дж;
t — время, измеряется в секундах, сокращённо с.
Легко установить смысл мощности, если подставить в эту формулу единицу времени:
мощность показывает, какая работа совершается в единицу времени.
Поскольку работа и время скалярные величины, то мощность также скалярная физическая
величина.
Подставив в формулу мощности единицу работы 1 Дж и единицу времени 1 с, получаем
единицу мощности в СИ:
1 Дж Дж
1 Вт = 1 .
1с с
Ватт равен мощности, при которой за время 1 с совершается работа 1 Дж.
Если мощность известна, то работа выражается равенством: А=N t .
Рассмотрим прямолинейное движение автомобиля с постоянной скоростью. Работа,
совершаемая двигателем автомобиля, равна: А = Fs, где F — сила тяги; s — перемещение.
Тогда мощность двигателя автомобиля равна:
Fs
N .
t
s
Но скорость равномерного прямолинейного движения равна: v  .
t
Поэтому мощность двигателя равна:
N = F v ,
где N — мощность, измеряется в ваттах, сокращённо Вт;
F — сила, измеряется в ньютонах, сокращённо Н;
v — скорость тела, измеряется в метрах в секунду, сокращённо м/с.
Эта формула показывает, что при постоянной мощности двигателя изменением скорости
можно изменить силу тяги автомобиля, тепловоза и др. Большую силу тяги двигатель
разовьёт при меньшей скорости. Увеличив или уменьшив скорость, можно уменьшить или
увеличить силу тяги. Это широко используется в современной технике: водитель и
тракторист, машинист электровоза, токарь и фрезеровщик часто используют коробку
передач. Например, тракторист пашет на малой скорости, чтобы двигатель развивал
большую силу тяги. При подъёме в гору, когда нужна наибольшая сила тяги, водитель
автомобиля переключает коробку передач на малую скорость, а при движении по
горизонтальной дороге — на большую скорость.