سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
به این ورزشكار خوب نگاه كنید. انصافاً كه با چه عجله‏ای از پله‏ها بالا می‏رود، تا هر چه سریع‏ تر به طبقه پنجم برسد. حال فرض كنید جناب ورزشكار همین پنج طبقه را خیلی آرام و یواش بالا برود. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مجید محسنی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

توان

توان

به این ورزشكار خوب نگاه كنید. انصافاً كه با چه عجله‏ای از پله‏ها بالا می‏رود، تا هر چه سریع‏تر به طبقه پنجم برسد. حال فرض كنید جناب ورزشكار همین پنج طبقه را خیلی آرام و یواش بالا برود.

 

به نظر شما در كدام حالت كار بیش تری انجام داده است؟

بله، دقیقاً درست است. كار در هر دو حالت یكسان (و برابر mgh) است.

 

 

پس این كه نمی‏شود، حتماً باید یك چیزی! در این دو حالت فرق كند.

آن چیست؟! 

در نگاه اوّل واضح است كه زمان متغیّری است كه در حالت اوّل كم تر و در حالت دوّم بیش تر است.

 

 

فیزیكدان ها مفهوم كار (یا انرژی) و زمان را با هم تركیب نموده‏اند و كمیتی تعریف كرده‏اند به اسم توان كه مقدار متوسط آن از رابطه زیر قابل محاسبه است.

مقدار عددی محاسبه شده نشان می‏دهد كه نیروی مورد بررسی ما در عرض یك ثانیه چند ژول كار انجام می‏دهد. در رابطه فوق W همان كار (یا انرژی) بوده و واحد آن ژول است. t مدت زمان انجام كار برحسب ثانیه است و یكای توان در SI ژول بر ثانیه(j/s)  است كه به افتخار آقای جیمز وات به اختصار وات نامیده می‏شود.

 

 

توان

كمیت توان از مقادیر مهمی است كه در معرفی دستگاه ها و ماشین‏های مختلف مورد توجّه قرار می‏گیرد.

 

مثلاً توان یك دستگاه یخچال 12 فوت برابر ١٠٠  وات بوده در حالی كه مدل 16 فوت آن دارای توان 175 وات می‏باشد. در این مورد می‏توان گفت یخچال حجیم ‏تر در یك زمان معین، انرژی بیش تری را نسبت به یخچال كوچكتر مصرف می‏كند.

 

همه اجسام در حال حركت در اطراف ما كار خود را با توان‏های مختلفی انجام می‏دهند. شكل سمت راست مقادیر حدودی را در مورد توان یك فرد دونده یا عقربه‏ی ساعت در حال حركت یا اتوموبیل به ما می‏دهد.

 

توان

 

فرض كنید دو نفر به اسم‏های آقای پهلوان رضازاده و جناب مورچه‏ی سرسخت جسمی به جرم ٢٠٠ كیلوگرم را تا ارتفاع 2 متری بالا ببرند.

یكی در مدت 4 ثانیه و دیگری در مدت 4 روز. حداقل كار انجام شده توسط هر یك و توان هر كدام را محاسبه و مقایسه كنید.

 

 

راهنمایی: 

در قدم اوّل برای محاسبه‏ی كار، كاری به زمان نداریم، حداقل كار هر یك برابر با كار نیروی وزن است.

 

كه برای غلبه بر نیروی وزن لازم است و با رابطه W=mgh محاسبه می‏شود. برای محاسبه توان باید از رابطه زیر که برابر است با:

استفاده كنیم كه مقدار t (و به عبارتی ) برای آن ها متفاوت است.

 

حل:

 

 

باید توجّه كنیم كه توان كمیتی است نرده‏ای یا عددی كه فقط دارای اندازه یا بزرگی است.

اگر در رابطه توان، مقدار كار را در رابطه فوق قرار دهیم، به رابطه جدیدی در محاسبه توان می‏رسیم:


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی

تنظیم:‌ مریم فروزان کیا

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین