Síla ve fyzice – označení, vzorce a příklady
Vzorec pro výpočet výkonu: Mechanický: P = A/t = F*v (práce/čas = síla*rychlost). Elektrický: P = U*I = I²*R = U²/R (napětí*proud).
Školáci v hodinách fyziky v 7. třídě studují pojem moc. S tímto pojmem se v životě často setkáváme, když mluvíme o síle domácích spotřebičů nebo automobilů. Pojďme zjistit, co je síla ve fyzice a mechanice, jakým písmenem se označuje a jak se měří.
Aktualizováno: 7. května 2025
Výkon je množství práce vykonané za jednotku času. Jednotkou SI výkonu je watt W, což se rovná jednomu joulu za sekundu J/s.
- Příklady:
- výkon žárovky 60W
- výkon motoru 150 hp
- Studenti a školáci studující fyziku
- Učitelé a mentoři přírodních věd
- Široká veřejnost se zájmem o základy vědy a techniky
Определение мошчности
Řekněme, že potřebujeme sklidit pšenici z pole o rozloze 100 hektarů. To lze provést ručně nebo pomocí kuchyňského robotu. Je zřejmé, že zatímco člověk obdělává 1 hektar plochy, kombajn stihne udělat mnohem více. V tomto případě je rozdíl mezi člověkem a technologií přesně v tom, co se nazývá moc. To vede k první definici.
Moc ve fyzice je to množství práce vykonané za jednotku času.
Vezměme si další příklad: mezi bodem A a bodem B je vzdálenost 15 km, kterou člověk urazí za 3 hodiny, ale auto ujede za pouhých 10 minut. Je jasné, že udělají stejné množství práce v různých časech. Co v tomto případě ukazuje síla? Jak rychle nebo jakou rychlostí se něco dělá.
V elektromechanice má tato veličina jinou definici.
Moc je skalární fyzikální veličina, která charakterizuje okamžitou rychlost přenosu energie ze systému do systému nebo rychlost přeměny, změny a spotřeby energie.
Připomeňme, že skalární veličiny jsou ty, jejichž hodnota je vyjádřena pouze jako číslo (bez směrového vektoru).
Lidská síla v závislosti na aktivitě
Druh činnosti
Napájení, W
Běží rychlostí 9 km/h
Plavání rychlostí 50 m/min
Jak je indikován výkon: jednotky měření
Síla ve fyzice je symbolizována symbolem P. Jednotkou výkonu je watt (W), pojmenovaný po Jamesi Wattovi.
Výkonový vzorec: 1 W = 1 J / 1 s.
- Příklady použití: v mechanice a elektrodynamice.
Ve výše uvedené tabulce jste viděli označení ve wattech a při čtení pokynů pro domácí spotřebiče si všimnete, že počet wattů je nutně uveden mezi charakteristikami zařízení. Je to jednotka měření mechanického výkonu používaná v mezinárodní soustavě SI. Označuje se písmenem W nebo W.
Měření výkonu ve wattech bylo přijato na počest skotského vědce Jamese Watta, vynálezce parního stroje. Stal se jedním ze zakladatelů anglické průmyslové revoluce.
Ve fyzice se pro výkon akceptuje následující označení: 1 W = 1 J / 1s.
To znamená, že 1 watt je výkon potřebný k provedení 1 joule práce za 1 sekundu.
V jakých dalších jednotkách se výkon měří? Astrofyzici ji měří v ergech za sekundu (erg/s) a v automobilovém průmyslu stále slyšíte o koňské síle.
Je zajímavé, že autorem této poslední měrné jednotky byl stejný Skot James Watt. V jednom z pivovarů, kde prováděl svůj výzkum, čerpal majitel vodu pro výrobu pomocí koní. A Watt zjistil, že 1 kůň zvedne asi 75 kg vody do výšky 1 metru za sekundu. Tak vzniklo měření koňských sil. Pravda, dnes je takové označení síly ve fyzice považováno za zastaralé.
Jedna koňská síla je výkon potřebný ke zvednutí 75 kg břemene na 1 metr za 1 sekundu.
Jednotky měření