القدرة
| English | العربية |
|---|---|
| power/ˈpaʊə/ | قدرة |
| watt/wɒt/ | واط. |
رافعتان، نفس الحمل — أيهما تفوز بالسباق؟
- رافعتان ترفعان صندوقاً متطابقاً إلى نفس سطح السقف. كلاهما يبذل نفس الشغل بالضبط.
- لكن إحداهما تنتهي في عشرة ثوانٍ والأخرى في دقيقة كاملة.
- الرافعة السريعة أكثر قدرة — فهي تبذل الشغل بمعدل أعلى.
- القوة (Power) ليست كم كم الشغل، بل كم سرعة يتم بذله.
القوة معدل
- القوة هي معدل بذل الشغل، أو معدل نقل الطاقة: $P = \dfrac{W}{t}$.
- تقاس بوحدة واط ($1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$).
- نفس الشغل في وقت أقل يعني قوة أكبر؛ ونفس الوقت مع شغل أكبر يعني قوة أكبر أيضاً.
- مصباح $100\ \text{W}$ يحول $100$ جول من الطاقة الكهربائية إلى ضوء وحرارة كل ثانية.
شغل أسرع، قدرة أكبر
ربط سرعة بناء الحركة بمعدل توصيل الطاقة.
محرك يبذل $600\ \text{J}$ من الشغل في زمن $3\ \text{s}$. ما قدرته، بالواط؟
$P = W/t = 600/3 = 200\ \text{W}$.
ما الوحدة الدولية للقدرة؟
تُقاس القدرة بـ واط، حيث $1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$.
القدرة تساوي الشغل مقسوماً على ____.
$P = W/t$ — الشغل لكل وحدة زمن.
واط واحد يساوي:
$1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$ — جول واحد من الطاقة يتم نقله كل ثانية.
القوة والقوة والسرعة
- لقوة ثابتة تدفع بسرعة منتظمة، القوة تساوي أيضاً $P = Fv$.
- محرك سيارة يدفع بقوة أكبر أو يقود بسرعة أكبر يوفر قدرة أكبر.
- هذا يربط بين منظور "الطاقة" ($W/t$) ومنظور "القوة" ($Fv$) للقوة.
- كلاهما يعطي الواط، وكلاهما يصف نفس معدل نقل الطاقة.
محرك يدفع بقوة $50\ \text{N}$ بسرعة ثابتة $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. ما القدرة التي يوفرها، بالواط؟
$P = Fv = 50 \times 4 = 200\ \text{W}$.
القوة في الحياة اليومية
- عدّاء سريع، غلاية، شاحن هاتف — كل منها مُصنف بقوته بالواط.
- قوة أكبر تعني توصيل طاقة أسرع، وليس طاقة كلية أكثر.
- بمرور الوقت، الطاقة المستهلكة $= P \times t$ (وهذا ما تُحاسب عليه فواتير الكهرباء).
- جهاز منخفض القدرة مُترك مفتوحاً لساعات قد يستهلك طاقة أكثر من جهاز عالي القدرة استُخدم لفترة قصيرة.
آلتان تنقلان نفس الطاقة الكلية دائماً لهما نفس القدرة.
القدرة هي طاقة لكل ثانية. الآلة التي تنجزها أسرع لها قدرة أكبر، حتى لو كانت الطاقة الكلية نفسها.
القوة ليست نفسها الطاقة. يمكن لجهازين نقل نفس الطاقة الكلية، إلا أن الجهاز الذي يفعل ذلك بسرعة له قدرة أعلى. القوة هي طاقة لكل ثانية، وليست الطاقة بحد ذاتها.
محرك يبذل $600\ \text{J}$ من الشغل في $3\ \text{s}$.
- $P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{600}{3} = 200\ \text{W}$.
إذا كان يدفع بدلاً من ذلك بقوة $50\ \text{N}$ عند زاوية $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$: $P = Fv = 50 \times 4 = 200\ \text{W}$ — نفس القدرة.
القوة هي معدل بذل الشغل أو نقل الطاقة: $P = \dfrac{W}{t} = Fv$، تقاس بوحدة واط ($1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$). تقيس كم سرعة تتحرك الطاقة، وليس كم كم — الطاقة المستخدمة هي $P \times t$.