Kuasa (power) ialah tenaga yang dipindahkan setiap saat: P = E ÷ t. Ia muncul apabila soalan memberi kadar peranti dalam watt, masa dan jumlah tenaga, kemudian meminta anda mencari yang tidak diketahui.
Pelajaran ini ialah asas kuasa dan sumber tenaga. Ia membina atas tenaga dan kecekapan daripada kerja, tenaga dan kecekapan.
Apakah yang dikatakan oleh persamaan ini?
Kuasa (W) = tenaga yang dipindahkan (J) ÷ masa diambil (s). Satu watt ialah satu joule sesaat. Lampu 60 W memindahkan 60 J tenaga elektrik setiap saat, kepada tenaga cahaya dan haba.
Apabila disusun semula, terdapat dua bentuk lain: E = P × t dan t = E ÷ P. Segi tiga dengan E di atas serta P dan t di bawah sudah memadai untuk mengingatinya, asalkan anda menulis unit bersama setiap nombor.
Unit manakah yang perlu digunakan?
Pilih satu set dan kekalkan.
| Set | Kuasa | Tenaga | Masa |
|---|---|---|---|
| SI | watt (W) | joule (J) | saat (s) |
| Rumah | kilowatt (kW) | kilowatt-jam (kWh) | jam (j) |
Penukaran yang perlu diingat: 1 kW = 1000 W, 1 kWh = 3.6 MJ, 1 min = 60 s, 1 j = 3600 s. Untuk menentukan berapa angka bererti yang wajar bagi jawapan akhir, penerang had dan pembundaran menunjukkan bagaimana bacaan yang dibundarkan menghadkan kepersisan.
Contoh berlangkah
Sebuah motor elektrik kecil memindahkan 4500 J tenaga dalam 30 s. Seorang pelajar juga bertanya berapa lama motor 150 W memerlukan untuk memindahkan 9000 J. (Data contoh rekaan.)
Bahagian (a), kuasa: P = E ÷ t = 4500 ÷ 30 = 150 W.
Bahagian (b), masa: t = E ÷ P = 9000 ÷ 150 = 60 s.
Semak: 150 W selama 60 s memberi 150 × 60 = 9000 J, sepadan dengan soalan.
Sekarang contoh kilowatt. Unsur pemanas ketuhar 2.4 kW memindahkan 7.2 MJ.
Tukar: 7.2 MJ = 7 200 000 J dan 2.4 kW = 2400 W. Maka t = 7 200 000 ÷ 2400 = 3000 s, iaitu 50 minit.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah menggunakan minit terus. Andaikan pemanas memindahkan 360 kJ dalam 2.5 minit.
Jawapan yang salah: P = 360 000 ÷ 2.5 = 144 000 W
Masa dibiarkan dalam minit, jadi jawapannya joule seminit, bukan watt.
Pembetulannya ialah menukar dahulu: 2.5 min = 150 s, maka P = 360 000 ÷ 150 = 2400 W, atau 2.4 kW. Semakan kewajaran membantu: pemanas 144 kW jauh lebih besar daripada cerek rumah biasa, jadi jawapan pertama tidak realistik.
Semak diri
Cuba soalan ini, kemudian buka jawapan.
1. Sebuah pam memindahkan 12 000 J dalam 40 s. Berapakah kuasanya?
Tunjuk jawapan
P = 12 000 ÷ 40 = 300 W.
2. Lampu 60 W dihidupkan selama 5.0 minit. Berapakah tenaga yang dipindahkan, dalam joule?
Tunjuk jawapan
5.0 min = 300 s. E = 60 × 300 = 18 000 J (18 kJ).
3. Peranti 0.50 kW beroperasi selama 3.0 jam. Berapakah tenaga yang dipindahkan, dalam kWh dan MJ?
Tunjuk jawapan
E = 0.50 × 3.0 = 1.5 kWh. Kemudian 1.5 × 3.6 = 5.4 MJ.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, bandingkan dua peranti bagi tugas yang sama, apabila kadar kuasa lebih tinggi tidak semestinya bermaksud tenaga lebih banyak digunakan. Seluruh set diuji dalam set latihan kuasa dan sumber tenaga.
Sesetengah pelajar mengikuti setiap baris dalam kelas tetapi tertinggal unit pada hari peperiksaan. Guru kami mencari corak itu dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu.