| English | 의미 |
|---|---|
| power/ˈpaʊə/ | 일률 |
| watts/wɒts/ | 와트 |
| average power/ˈævrɪdʒ ˈpaʊə/ | 평균 출력 |
| instantaneous power/ˌɪnstənˈteɪnɪəs ˈpaʊə/ | 순간 출력 |
같은 일, 하지만 얼마나 빠르게?
- 두 개의 크레인이 동일한 하중을 같은 옥상으로 들어 올립니다 -- 하나는 10초에, 다른 것은 1초에.
- 그들은 동일한 일을 하지만, 빠른 쪽이 훨씬 더 강력합니다.
- 출력은 얼마나 많은 에너지인지가 아니라, 얼마나 빠르게 전달하느냐에 관한 것입니다.
- 이는 모페드와 스포츠카 사이의 차이입니다.
출력
- 출력은 일을 하는 속도입니다:
- 와트 단위로 측정됩니다 -- 1 와트는 1焦耳(줄) per second(초)입니다.
- 동일한 일을 더 짧은 시간에 하면 더 높은 출력이 됩니다.
machine does $600\ \text{J}$ of work in $3\ \text{s}$. What is its average power (in W)?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$P = W/t = 600/3 = 200\ \text{W}$.
출력의 SI 단위는 ____이며, 이는 1줄/초와 같다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
One watt = one joule per second.
더 강력한 모터가 같은 $4900\ \text{J}$의 일을 $2\ \text{s}$ 동안에만 수행할 때, 평균 출력(단위: W)은 몇 인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$P = 4900/2 = 2450\ \text{W}$ -- same work, less time, so more power.
평균과 순간
- 평균 출력은 총일을 총시간으로 나눈 값입니다.
- 순간 출력은 특정 한 시점에서의 속도입니다.
- 힘이나 속도가 변할 때 이 둘은 크게 다를 수 있습니다.
자동차 엔진이 $500\ \text{N}$의 힘을 가하면서 자동차가 $20\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$의 속도로 이동할 때, 순간 출력(단위: W)은 몇 인가?
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$P = Fv = 500 \times 20 = 10{,}000\ \text{W}$ (10 kW).
힘이 전달하는 출력을 높이는 모든 방법을 선택하십시오.
난이도 2/5 · 140 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
$P = Fv$이므로, 더 큰 힘이나 더 빠른 속도는 출력을 높인다. 한 일을 더 긴 시간에 분산시키면 출력이 낮아진다.
힘과 속도로부터의 출력
- 어떤 순간에서도 출력은 힘과 속도의 곱입니다:
- 더 세게 밀거나 더 빠르게 움직이면 더 많은 출력을 전달합니다.
- 이것이 자동차가 저항을 극복하기 위해 고속에서 더 높은 엔진 출력이 필요한 이유입니다.
공급된 출력
일정한 힘에서 공급되는 출력은速度与成比例。
더 강력한 모터가 항상 더 약한 모터보다 더 많은 총 일을 수행한다.
난이도 1/5 · 100 코인 + 오늘 첫 완료 시 소액 보너스
출력은 비율이다. 두 모터가 동일한 총 일을 할 수 있으며, 더 강력한 모터는 단순히 더 빠르게 끝낸다.
단위와 일상적 감각
- 1 와트 = 1焦耳(줄) per second(초); 킬로와트는 이의 1000배입니다.
- 전구는 몇십 와트이고, 자동차 엔진은 몇만 와트입니다.
- 전기 요금은 에너지(킬로와트시)에 대해 청구하며, 이는 출력에 시간을 곱한 값입니다.
모터가 $50\ \text{kg}$ 하중을 $10\ \text{m}$ 높이 $5\ \text{s}$ ($g = 9.8$) 동안 들어 올립니다.
- 일: $W = mgh = 50 \times 9.8 \times 10 = 4900\ \text{J}$.
- 평균 출력: $P = \dfrac{W}{t} = \dfrac{4900}{5} = 980\ \text{W}$.
더 높은 출력이 더 많은 일이나 더 많은 에너지를 의미하는 것은 아닙니다 -- 동일한 일을 더 빠르게 전달한다는 뜻입니다. 강력한 모터와 약한 모터는 동일한 총일을 할 수 있으며, 강력한 쪽은 단순히 더 빨리 끝냅니다.
출력 $P = dW/dt$은 와트(J/s) 단위로 일이 얼마나 빠른지를 나타냅니다. 평균 출력은 총일을 총시간으로 나누며, 순간 출력은 $\vec{F}\cdot\vec{v}$ 시점에서의 값입니다. 더 짧은 시간에 동일한 일 = 더 높은 출력 -- 출력은 양이 아닌 속도입니다.