İçerik

• adımlar

Beygir gücü veya watt nasıl hesaplanır, neyi karakterize ederler ve neden önemlidirler.

adımlar

1. 1 Temeller. "Güç" kelimesi, belirli bir zamanda yapılan iş olarak tanımlanır. İş, belirli bir mesafe boyunca uygulanan bir kuvvetin (vücudu hareket ettirmek veya diğer engelleri veya direnci aşmak için) etkinliğini karakterize eden tarihsel bir terimdir.
   • Burada önemli olan, "iş" için kuvvetin belirli bir mesafede hareket etmesi gerektiğidir. Örneğin, pervane tekneyi 80 m mesafede 300 N'luk bir kuvvetle suda hareket ettiriyorsa, iş kuvvet x mesafe = 300 X 80 = 24000 J (N * m) eşittir. yani pervanenin 24000 J iş yaptığını söyleyebiliriz.
   • Tekneyi belirli bir mesafeye taşımak için geçen süreyi düşünün. Geminin 20 m/s hızla hareket ettiğini varsayalım. 80 metre yol almak 80/20 = 4 saniye sürer. Yani teknenin pervanesi 4 saniyede 24000 J iş yaptı, yani güç: 24000/4 = 6000 W (J/s).
   • Tarihsel referans. İlk trenleri ve gemileri harekete geçiren içten yanmalı motorlar ve buhar gücünden önce (ilk pervane, ilk kez 1846'da denize açılan HMS İngiltere'ye kuruldu; yel değirmenine benzeyen altı kanatlı bir pervaneye sahipti), bir atlar tarafından çok çeşitli görevler gerçekleştirildi. Bu nedenle, insanlar belirli bir zamanda bir atın yapabileceği iş miktarını hesapladılar. Bir dizi denemeden elde edilen değerlerin ortalamasını aldıktan sonra, sağlıklı bir atın yaptığı iş için standart değer olarak saniyede 550 lb-ft'ye yerleştiler. Daha sonra bu değer "beygir gücü" olarak bilinir hale geldi.
     • Rusya'da beygir gücü, yaklaşık 735,5 watt olan metrik beygir gücünü ifade eder.
   • Yaygın olarak kullanılan bir diğer güç birimi "Watt"tır (SI Uluslararası Birimler Sistemi). Bir Newton'luk bir kuvvet cismi bir metre mesafeye hareket ettirirse, iş bir Joule'ye eşittir ve bu iş bir saniye sürerse, güç bir Watt'a eşittir. Bu nedenle, bir watt, saniyede bir joule'ye eşittir.
2. 2 Günümüzün endüstri ihtiyaçlarını göz önünde bulundurun. Endüstrideki vakaların ezici çoğunluğunda, doğrusal hareketle değil, dönen mekanizmalarla uğraşıyoruz. Bu yüzden elektrik motorlarının, buhar motorlarının, türbinlerin, dizellerin vb. gücünü nasıl hesaplayacağımızı bilmemiz gerekiyor ve bu nedenle torku veya daha doğru bir şekilde kuvvet momentini dikkate almamız gerekiyor.
   • Kuvvet momenti, bir şeyi döndürme veya bükme eğiliminde olan, yani vücuda belirli bir eksen etrafında dönme hareketi veren kuvveti karakterize eder. 50 cm'lik (0,5 m) bir tutamağı 200 N kuvvetle bükerseniz, kuvvet momenti 0,5 x 200 = 100 N * m olur.
   • Kafan karışmasın. Doğrusal harekette yapılan işi hesaplamak için kuvveti hareketle çarparsınız. Ve burada kuvveti yer değiştirme ile çarpıyorsunuz, ancak bu durumda yer değiştirme "kol"a, yani eksenden kuvvetin uygulama noktasına olan mesafeye eşittir.
   • İş ve güç anı farklı kavramlardır. Kuvvet momenti dönmediği sürece iş yapılmaz ve güç tüketilmez.
3. 3 Döner harekette işi ölçün. 50 cm uzunluğunda bir kolun dönme eksenine rijit bir şekilde bağlı olduğunu varsayalım, kol çevresinde 20 cm dönerken ona 200 N'luk bir kuvvet uygularsınız. Bu durumda iş, kuvvet ve yer değiştirmenin ürününe eşittir, yani 0,2 x 200 = 40 N * m. Bu rakamı aynı anda 0,5 m - kolun uzunluğu ile çarptığınızı ve böldüğünüzü varsayalım. Açıkçası bu sonucu değiştirmeyecek, bu yüzden yazabilirsiniz:
   • İş = 0,5 • 200 X 0,2 / 0,5 ve bir kez daha cevabı alın: 40 N * m. Ancak 0,5 * 200 ürünü ne anlama geliyor? Bu güç anıdır.
   • 0.2 / 0.5 nedir? Kolun uzunluğuna (esas olarak dairenin yarıçapı) bölünen 20 cm çevresel hareket size radyan cinsinden dönüş miktarını verir.Radyan, iki yarıçap arasındaki yayın uzunluğunun dairenin yarıçapına eşit olduğu bir durumda bir dairenin iki yarıçapı arasındaki açı olarak tanımlanır. 1 rad = 57 derece (yaklaşık olarak).
   • Böylece, dönme yer değiştirmesi sırasında (teta, radyan cinsinden) kuvvet momenti tarafından yapılan iş, torkun (M) ürününe (radyan cinsinden) dönme yer değiştirmesi miktarına eşittir:
     • İş = M * teta (radyan cinsinden)
4. 4 Lütfen gücün belirli bir süre üzerinden hesaplandığını unutmayın, bu nedenle:
   • Güç = kuvvet momenti * (açı / zaman)
   • açı / zaman açısal hızdır (rad / s cinsinden)
   • Fizikte açısal hız saniyede radyan cinsinden ölçülür, ancak bir uçak veya gemi motoru için bu değer her zaman dakikadaki devir olarak verilir ve bu nedenle bu değerleri dönüştürmek zorunda kalacağız.
     • Dakikada bir devir (rpm) = saniyede 60 devir (rps) ve saniyede bir devir = saniyede 2 * PI radyan
     • M kuvvet momenti (tork) ise, n dakikadaki devir sayısıdır, o zaman watt cinsinden güç şuna eşittir:
     • Güç = M * (2 * PI / 60) * n
   • Beygir gücünde bu değeri elde etmek için 735,5'e bölmeniz gerekir.