הספק
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| power/ˈpaʊə/ | הספק |
| watt/wɒt/ | וואט |
שני מנופים, אותם עומס — מי יזכה במרוץ?
- שני מנופים הרמה קופסה זהה לגג אותו. שניהם מבצעים בדיוק את אותו עבודה.
- אך אחד מסתיים בתוך עשר שניות והשני לוקח מלוא הדקה.
- המנוף המהיר יותר הוא חזק יותר — הוא מבצע את העבודה בקצב גבוה יותר.
- הספק אינו עד כמה רבה עבודה, אלא עד כמה מהר היא מתבצעת.
הספק הוא קצב
- הספק הוא קצב ביצוע העבודה, או קצב העברת האנרגיה: $P = \dfrac{W}{t}$.
- הוא נמדד בוואטים ($1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$).
- אותה עבודה בזמן קצר יותר משמעות הספק גדול; אותה זמן עם עבודה גדולה יותר משמעות הספק גדול גם כן.
- נורת $100\ \text{W}$ ממירה $100$ ג'ואל של אנרגיה חשמלית לאור וחום בכל שנייה.
עבודה מהירה יותר = הספק גבוה יותר
קשר בין קצב תנועה לקצב אספקת אנרגיה.
מנוע מבצע $600\ \text{J}$ עבודה בזמן $3\ \text{s}$. מה ההספק שלו בוואט?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$P = W/t = 600/3 = 200\ \text{W}$.
יחידת המידה להספק ב-SI היא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הספק נמדד בוואטים, כאשר $1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$.
הספק שווה לעבודה מחולקת ב____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$P = W/t$ — עבודה ליחידת זמן.
וואט אחד שווה ל:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$ — ג'ול אחד של אנרגיה מועבר בכל שנייה.
הספק, כוח ומהירות
- עבור כוח קבוע הנעיל במהירות קבועה, הספק הוא גם $P = Fv$.
- מנוע רכב הנעיל בחוזקה גדולה יותר או במהירות גבוהה יותר מספק הספק גדול יותר.
- קישור זה מחבר את מבט ה"אנרגיה" ($W/t$) למבט ה"כוח" ($Fv$) של ההספק.
- שניהם מודדים וואט, ושניהם מתארים אותו קצב העברת אנרגיה.
מנוע מפעיל כוח של $50\ \text{N}$ במהירות יציבה של $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. מה ההספק שלו בוואט?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$P = Fv = 50 \times 4 = 200\ \text{W}$.
הספק בחיי היומיום
- רץ ספרינט, מחבת חשמלית, מטען טלפון — כל אחד מהם מסומן לפי ההספק שלו בוואט.
- הספק גדול יותר פירונו אספקה מהירה יותר של אנרגיה, לא כמות אנרגיה כוללת גדולה יותר.
- לאורך זמן, האנרגיה המופקת היא $= P \times t$ (זהו הסיבה שהחשבונות לחשמל נחשבים).
- מכשיר בעל הספק נמוך שנותר דלוק למשך שעות עשויה לצרוך אנרגיה יותר מאשר מכשיר בעל הספק גבוה שעובד לזמן קצר.
שתי מכונות העוברות אותה אנרגיה אינן חובה שיהיה להן אותו הספק.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
הספק הוא אנרגיה לשנייה. מכונה מהירה יותר יש לה הספק גבוה יותר.
הספק אינו אותו דבר כאנרגיה. שני מכשירים יכולים להעביר את אותה כמות אנרגיה כוללת, אך זה שמעביר אותה מהר יותר הוא בעל הספק גבוה יותר. הספק הוא אנרגיה לשנייה, ולא האנרגיה עצמה.
מנוע מבצע $600\ \text{J}$ עבודה בתוך $3\ \text{s}$.
- $P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{600}{3} = 200\ \text{W}$.
אם במקום זאת הוא דוחף בכוח של $50\ \text{N}$ במהירות של $4\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$: $P = Fv = 50 \times 4 = 200\ \text{W}$ — אותו הספק.
הספק הוא קצב ביצוע עבודה או העברת אנרגיה: $P = \dfrac{W}{t} = Fv$, נמדד ב-וואטים ($1\ \text{W} = 1\ \tfrac{\text{J}}{\text{s}}$). הוא מדד לכמה מהר האנרגיה זזה, ולא כמה — כמות האנרגיה המושקעת היא $P \times t$.