Мощность. Единицы мощности

Кто мощнее?

Один человек поднимает коробку на второй этаж за 2 минуты, другой — такую же коробку на тот же этаж за 30 секунд. Работа одинаковая (груз и высота те же), но второй сделал её быстрее — значит, развил большую мощность.

Механическая работа отвечает на вопрос «сколько работы сделано?», а мощность — на вопрос «как быстро эта работа сделана?». Одну и ту же работу можно совершить с разной мощностью: поднять мешок за 10 с — большая мощность, за 5 минут — маленькая.

Формула мощности

Чтобы найти мощность, работу делят на время:

Формула похожа на скорость: скорость = путь/время, а мощность = работа/время. То есть мощность — это «скорость выполнения работы». Чем больше работа за то же время — тем больше мощность; чем меньше время на ту же работу — тем больше мощность.

Единица мощности — ватт

Названа в честь изобретателя Джеймса Уатта, улучшившего паровые машины. Ватт — маленькая мощность, поэтому часто пользуются киловаттом: 1 кВт = 1000 Вт (приставка «кило-» = тысяча). Лампочка — ~10 Вт, чайник — ~2000 Вт = 2 кВт, автомобильный двигатель — десятки кВт.

Мощность — это не сила

Не путай! Сила показывает, насколько одно тело действует на другое. Мощность показывает, как быстро совершается работа. Можно быть сильным, но работать медленно; а можно с помощью механизма выполнять работу быстро. Подъёмный кран мощный не потому, что у него «сильные мышцы», а потому что он делает большую работу за небольшое время.

Мощность в приборах

Мощность пишут на бытовых приборах: лампа — единицы-десятки Вт, ноутбук — десятки Вт, пылесос — сотни Вт, чайник и обогреватель — 1–2 кВт. Чем больше мощность — тем быстрее прибор передаёт энергию. Но больше — не всегда лучше: большая мощность означает и больший расход энергии.

Треугольник формул: A, N, t

Из формулы N = A/t получаются ещё две:

• работа: A = N · t;
• время: t = A / N.

Важно про время: ватт — это джоуль в секунду, поэтому время всегда берут в секундах. Если в задаче минуты — переводи: 2 мин = 120 с.

Мощность при подъёме груза

Частая задача: тело подняли на высоту, найти мощность. Порядок такой: сначала работа A = F · h (при равномерном подъёме сила равна весу тела), потом N = A / t.

Лошадиная сила

Мощность двигателей иногда указывают в лошадиных силах (л. с.): например, «100 л. с.». Это внесистемная единица, примерно 1 л. с. ≈ 735 Вт. Но основная единица мощности в физике — ватт.