出力の計算方法

パワーは物理的な概念であり、文脈や利用可能な情報によっていくつかの異なる意味を持つ。パワーは、ある期間内に誰かまたは何かが行った仕事の指標となることがあります。第二の文脈では、パワーはスピードの関数として、つまり体重を移動させるスピードとして計算することができます。最後に、電力は電圧と電流の積である。背景を知り、最初にどんな測定値があるかがわかれば、適切な計算式を選び、出力を計算することができるのですが...。

方法1 方法1/3：機械的な力と仕事の関係を計算する。

1 仕事の計算をする。機械物理学では、あるものをある距離だけ動かすのに必要な力の大きさを「仕事」といいます。仕事の方程式はWork = Force/Distance {displaystyle {text{Work}}={text{Force}}*{text{Distance}} この概念を理解するために、100ポンドのセメントのブロックを考えましょう。そのブロックを2フィート動かすには、同じブロックを1フィート動かすのと比べて、2倍の労力が必要なのです。これは、200ポンドのブロックを6インチ（1/2フィート）先に移動させるのに必要な作業量と同じです。

Image titled Calculate Power Output Step 1

${\text{Work}}={\text{Force}}*{\text{Distance}}$

2 機械的動力を定義する。パワーとは、一定時間内に仕事をする割合のことです。パワーを定義する基本式はPower = Work time {displaystyle {text{Power}}={frac {text{Work}}{text{Time}}} 100ポンドのセメントのブロックについてもう一度考えてみてください。セメントのブロックを10秒で2フィート動かすのと、同じブロックを20秒で同じ距離だけ動かすのでは、2倍のパワーが必要です。同じものを速く動かすには、より多くのパワーが必要です。

Image titled Calculate Power Output Step 2

${\text{Power}}={\frac {{\text{Work}}}{{\text{Time}}}}$

3 使用している仕事と力の単位を決定します。仕事とパワーを伝統的な英語の単位で測定するか、メートル法で測定するかを決定する必要があります。これは、フィートで測った距離にポンドで測った力を掛けたものである。電力の単位は、時間で割った秒数からきています。パワーの単位は「フィートポンド毎秒」。より身近な言葉として「馬力」があり、1馬力＝550フィートポンド毎秒と定義されています。{displaystyle 1{{text{horsepower}}=550{frac {text{foot-pounds}}{text{sec. }}} 仕事のメートル法単位はジュールです。1ジュールは1ニュートン・メートルに相当し、1ニュートンの力を1メートルの距離に移動させるのに必要な仕事量である。仕事を時間で割ると、電力は1秒あたりのジュール数になります。1ワット＝1ジュール・秒＝1ニュートン・メートル・秒。{表示スタイル 1{text{ Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sec.

Image titled Calculate Power Output Step 3

$1{\text{ Horsepower}}=550{\frac {{\text{foot-pounds}}}{{\text{sec.}}}}$

$1{\text{ Watt}}=1{\frac {{\text{ Joule}}}{{\text{ Sec.}}}}=1{\frac {{\text{ Newton-Meter}}}{{\text{ Sec.}}}}$

4 利用可能なデータを収集する。授業で物理の問題を解くにしても、実際に電力計算をするにしても、まずはある情報を収集する必要があります。測定単位を確認することで、必要な情報を把握することができます。例えば、次のような計算をしたいとします。懸垂をしている生徒が、150ポンドの体を2秒間で1.5フィートの距離を持ち上げます。Force = 150 pounds {displaystyle {text{Force}=150{text{lbs.}}Distance = 1.5 feet {displaystyle {text{Distance}=1.5{text{foot}}}Time = 2 seconds {displaystyle {text{Time}=2{text{sec.}}です。

Image titled Calculate Power Output Step 4

${\text{Force}}=150{\text{ lbs.}}$

${\text{Distance}}=1.5{\text{ feet}}$

${\text{Time}}=2{\text{ sec.}}$

5 力に距離をかけ、時間で割る。メートル法でもインペリアル法でも、力、距離、時間のデータを集めたら、それらを式に当てはめて機械的な力を求めます。Power=Force*DistanceTime{表示スタイル{テキスト}}={frac {{テキスト{Force}}*{テキスト{Distance}}}{テキスト{Time}}} Power=150lb.*1.5feet2sec.{ 表示スタイル{テキスト}} {表示スタイル}}の場合text{Power}}={\frac {150{\text{lb.}}*1.5{\text{feet}}}{2{\text{sec. }}}}}Power=225ft-lb2sec.{\displaystyle {\text{Power}}={\frac {225{\Power=112.5ft-lbsec.{displaystyle {text{Power}}=112.5{frac {text{ft-lb}}{text{sec.}}} 1hpは550ft-に相当するので。lbs/sec.これはおよそ1/5馬力に相当する。

Image titled Calculate Power Output Step 5

${\text{Power}}={\frac {{\text{Force}}*{\text{Distance}}}{{\text{Time}}}}$

${\text{Power}}={\frac {150{\text{lb.}}*1.5{\text{feet}}}{2{\text{sec.}}}}$

${\text{Power}}={\frac {225{\text{ft-lb}}}{2{\text{sec.}}}}$

${\text{Power}}=112.5{\frac {{\text{ft-lb}}}{{\text{sec.}}}}$

方法 2 方法 3 の 2：速度の関数としての機械的動力の計算

1 電力の公式を書き換える。本来の力の公式は、仕事に着目し、力に距離をかけ、その仕事をするのにかかる時間で割ったものです。同じ構成要素を考える別の方法は次のとおりです。 power = force * distance time {displaystyle {text{Power}}={text{Force}}*{frac {text{Distance}}{text{Time}}} このように異なる用語をグルーピングすることで、距離時間{?displaystyle {\frac {text{Distance}{text{Time}}} は速度の別の表現方法です。したがって、パワー = 力 * 速度 {displaystyle {text{Power}}={text{Force}}*{text{Velocity}}} と結論付けることができます。 2,000 lb の自動車を考えてみましょう。この車を時速50マイルで動かすには、同じ車を時速25マイルで動かすのと比べて2倍のパワーが必要です。

Image titled Calculate Power Output Step 6

${\text{Power}}={\text{Force}}*{\frac {{\text{Distance}}}{{\text{Time}}}}$

${\frac {{\text{Distance}}}{{\text{Time}}}}$

${\text{Power}}={\text{Force}}*{\text{Velocity}}$

2 必要に応じて単位を変換する。電力は一般にワット、すなわちジュール毎秒またはニュートンメートル毎秒、あるいは馬力（hp）またはフットポンド毎秒で測定される。1馬力＝550フットポンド／秒と覚えておいてください。状況や問題が異なる単位で発生した場合、変換する必要があります。1マイル＝5280フィート 1時間＝60分＝3600秒 1kg＝9.8N（力）移動する車の問題では、マイル、時間、ポンドという数値が用意されています。50マイルを50*5280=264000フィート、時間を3600秒に換算する必要があります。そして、2,000ポンドの車を264,000/3600=73.33ft/sで動かすための動力を計算すると問題を言い直すことができる。

Image titled Calculate Power Output Step 7

3 力と速度を掛け合わせる。データが正しい形式であれば、力と速度の積としてパワーを計算することができます。車の問題では次のようになる：パワー = 力 * 速度 {displaystyle {text{Power}}={text{Force}}*{text{Velocity}} power = 2000 pounds * 73.33 feet per second {displaystyle {text{Power}}=2000{text}} ．{Pounds}*73.33{frac {text{feet}}{text{sec}}}}Power=146,660foot-poundssec{displaystyle {text{Power}}=146,660{frac {text{foot-pounds}}{text{sec}}} これを車のパワーとして報告するか、550で割って馬力に換算します。Power=146,660/550=266.65 horsepower{displaystyle {text{Power}}=146,660/550=266.65{text{horsepower}} 2,000ポンドの車を時速50マイルで動かすために、このエンジンは266.65馬力を発生します。

Image titled Calculate Power Output Step 8

${\text{Power}}={\text{Force}}*{\text{Velocity}}$

${\text{Power}}=2000{\text{Pounds}}*73.33{\frac {{\text{feet}}}{{\text{sec}}}}$

${\text{Power}}=146,660{\frac {{\text{foot-pounds}}}{{\text{sec}}}}$

${\text{Power}}=146,660/550=266.65{\text{ horsepower}}$

方法3 方法3：電力を計算する

1 回路の電圧を記録すること。回路の電圧は、機械的な運動で発揮される力に似ています。電圧は、回路を通過する電荷の量を教えてくれます。重いコンクリートの塊を動かすのに大きな機械力が必要なように、高電圧を動かすには大きな電気出力が必要なのです。電圧はボルトで表され、Vと略される。式中、電圧は記号Eで表される。回路図を読む場合、電圧は図のどこかに書かれているはずです。実際の回路を作る場合、電圧は電池の電源から来る電力です。例えば、9Vの電池は9Vを回路に供給する。

Image titled Calculate Power Output Step 9

2 回路の電流を記録すること。回路の電流は、機械運動における速度と似ている。電流は、電荷が回路を通過する速さを教えてくれる。電流はアンペアで表され、アンペアまたはAと略される。計算では、電流は大文字のIで表される。あるいは、取り組んでいる問題で、回路のアンペア数だけを提示する場合もあります。例えば、4アンペアの電流を流す回路は、2アンペアの電流を流す回路に比べ、2倍の速さで電荷を移動させることができる。

Image titled Calculate Power Output Step 10

III.電力を定義する。機械的な意味での電力は、一定時間内に行われる仕事量と定義できるように、電力も一定時間内に行われる仕事量である。しかし、電力の場合、計算される仕事は、電子を回路で動かす仕事である。より多くの電子を動かせる、あるいはより速く動かせる回路は、より強力であると定義される。電力の単位は「ワット」です。Power=電流＊電圧{displaystyle {text{Power}}={text{電流}*{text{電圧}}P=IE{displaystyle P=IE}}で計算されます．

Image titled Calculate Power Output Step 11

${\text{Power}}={\text{Current}}*{\text{Voltage}}$

4 回路の電力を計算する。ある回路に6アンペアの電流と18ボルトの電荷が流れているとする。回路の電力を計算するには、次のように掛け算します。 power=Current∗Voltage {displaystyle {{text{Power}={text{Current}*{text{Voltage}}}Power=6∗18=108Wattsdisplaystyle {\text{Power}}=6∗18=108Watts}

Image titled Calculate Power Output Step 12

${\text{Power}}={\text{Current}}*{\text{Voltage}}$

${\text{Power}}=6*18=108Watts$

仕事とパワーの計算では、計算中ずっと計測単位を書き込まなければなりません。例えば、単位がft/lbであることに気づいたら、正しい単位はft/lbなので、割るのではなく、掛けるべきであると気づくはずです。

2022-03-11 15:18 に公開
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分類：教育