Back to the topics list

хүч

Физик дэх хүчийг ойлгох

Физикийн хүрээний хүч гэдэг нь ажил гүйцэтгэх эсвэл энерги шилжүүлэх хурдыг тодорхойлдог үндсэн ойлголт юм. Энгийнээр хэлбэл, эрчим хүчийг хэр хурдан зарцуулж, ажил хэр хурдан хийгдэж байгааг хэлнэ. Эрчим хүч бол скаляр хэмжигдэхүүн бөгөөд энэ нь систем хэрхэн өөрчлөгдөж, энергийг ашигладаг болохыг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм.

Хүч чадлын тодорхойлолт

Эрчим хүчний шинжлэх ухааны тодорхойлолт нь нэгж хугацаанд шилжүүлсэн эсвэл хувиргасан энергийн хэмжээ юм. Олон улсын нэгжийн системд хүчийг 18-р зууны уурын хөдөлгүүрийг бүтээгч Жеймс Ваттын нэрээр нэрлэсэн ваттаар (Вт) хэмждэг. Математикийн хувьд хүчийг ( \(P\) ) дараах томъёогоор илэрхийлж болно.

\( P = \frac{W}{t} \)

Энд \(W\) joule-ээр гүйцэтгэсэн ажлыг, \(t\) секундээр цагийг илэрхийлнэ. Энэ томьёо нь тухайн хугацаанд объектыг хөдөлгөх эсвэл өөрчлөхөд хэр их хүч оролцдогийг тооцоолоход амин чухал юм.

Физик контекст дэх хүчний төрлүүд

Эрчим хүч нь түүний ажиллаж буй системээс хамааран янз бүрийн хэлбэрээр илэрч болно. Нийтлэг судлагдсан хоёр төрлийн хүч нь механик хүч ба цахилгаан эрчим хүч юм.

• Механик хүч: Энэ нь физик машин, системийн хүрээнд ашиглагддаг. Энэ нь объектод үйлчилж, хөдөлгөөн эсвэл бие махбодийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг хүчийг агуулдаг. Жишээлбэл, автомашины хөдөлгүүр, генератор дахь турбины хүч зэрэг болно.
• Цахилгаан эрчим хүч: Энэ төрлийн цахилгаан нь дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх цахилгаан цэнэгийн урсгалыг харуулдаг. Энэ нь дамжуулагч дээрх хүчдэл ба түүгээр урсах гүйдлээр хэмжигдэх бөгөөд \(P = VI\) -аар өгөгдсөн бөгөөд \(V\) нь вольтоор, \(I\) нь ампераар илэрхийлэгддэг.

Өдөр тутмын амьдрал дахь хүч чадлын жишээ

Хүч чадлыг ойлгох нь бидэнд өдөр тутмын олон үзэгдлийн талаархи ойлголтыг өгдөг.

• Гэрлийн чийдэн: Гэрлийн чийдэнгийн эрчим хүчний хэрэглээг ихэвчлэн ваттаар өгдөг. Энэ нь секунд тутамд хэр их цахилгаан энерги гэрэл, дулаан болж хувирч байгааг харуулж байна.
• Машин: Машины хөдөлгүүрийн хүч нь түлшний энергийг хөдөлгөх механик энерги болгон хэр хурдан хувиргаж болохыг хэлж өгдөг. Үүнийг ихэвчлэн морины хүчээр хэмждэг, өөр нэг хүчний нэгж.

Өөр өөр хувилбаруудад хүчийг тооцоолох

Эрх мэдлийн тухай ойлголтыг илүү тодорхой болгохын тулд зарим үндсэн тооцоог авч үзье.

• Ажиллаж буй мотор: 5 секундын дотор 100 Жоул энерги зарцуулдаг моторыг төсөөлөөд үз дээ. Эрчим хүчийг дараахь байдлаар тооцоолж болно.

  \( P = \frac{100\, \textrm{Ж}}{5\, \textrm{с}} = 20\, \textrm{В} \)

• Утсаа цэнэглэх: Утасны цэнэглэгч нь 5 вольтын цахилгаан гүйдэл хэрэглэж, 1 ампер гүйдэлтэй байж болно. Хэрэглэсэн хүчийг \(P = VI\) ашиглан тооцоолж болно:

  \( P = 5\, \textrm{В} \times 1\, \textrm{А} = 5\, \textrm{В} \)

Дүгнэлт

Дүгнэж хэлэхэд, хүч бол физикийн болон өдөр тутмын амьдралын чухал ойлголт юм. Энэ нь эрчим хүчний дамжуулалтын хурд эсвэл гүйцэтгэсэн ажлын хэмжээг хэмждэг бөгөөд систем хэрхэн ажиллаж, цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж байгааг ойлгоход туслах тоон хэмжүүрээр хангадаг. Энэ нь аянга цахилгаанд ажиглагдаж байна уу эсвэл төхөөрөмжийн эрчим хүчний зарцуулалтыг тооцоолоход ашигладаг эсэхээс үл хамааран хүч болон түүний зарчмуудыг ойлгох нь олон тооны хэрэглээнд эрчим хүчийг ашиглах, оновчтой болгох, хэмнэхэд зайлшгүй шаардлагатай.