Võimsus on füüsiline mõiste, millel on sõltuvalt kontekstist ja saadaolevast teabest mitu erinevat tähendust. Võimsus võib mõõta, kui palju tööd keegi või miski aja jooksul teeb. Teises kontekstis saab võimsust arvutada kiiruse funktsioonina, kui kiiresti saate raskuse liigutada. Lõpuks on elektrienergia pinge ja voolu korrutis. Kui tead konteksti ja tead, millistest mõõtmistest pead alustama, saad valida sobiva valemi ja arvutada välja väljundvõimsuse.
1
Arvutage tööd. Mehaanilises füüsikas on töö jõud, mis on vajalik millegi liigutamiseks valitud vahemaa tagant. Töö valem on: Work=Force∗Distance{displaystyle {text{Work}}={text{Force}}*{text{Distance}}}Selle kontseptsiooni mõistmiseks mõelge 100-naelasele tsemendiplokile . Selle ploki liigutamine 2 jala võrra nõuab kaks korda rohkem tööd kui sama ploki 1 jala liigutamine. See on ka sama palju tööd, mida on vaja 200 naelase ploki liigutamiseks 6 tolli (1/2 jala) kaugusele.
2
Määratlege mehaaniline võimsus. Võimsus on töö tegemise kiirus aja jooksul. Võimsuse määratlemise põhivalem on: Power=WorkTime{displaystyle {text{Power}}={frac {text{Work}}{text{Time}}}}Mõelge uuesti 100-naelasele tsemendiplokile. Selle ploki liigutamine 2 jala võrra 10 sekundiga nõuab kaks korda rohkem jõudu kui sama ploki liigutamine sama vahemaa võrra 20 sekundiga. Sama objekti kiirem liigutamine nõuab rohkem jõudu.
3
Määrake tööks ja võimsuseks kasutatavad ühikud. Peate kindlaks määrama, kas mõõdate tööd ja võimsust traditsioonilistes inglise ühikutes või meetermõõdustikus. Inglise töö ühik on “foot-nael”. See tuleneb jalgades mõõdetud vahemaa korrutamisest naelades mõõdetud jõuga. . Võimsuse mõõtühik tuleneb ajaga jagamisest sekundites. Võimsuse ühik on “jalg-nael sekundis”. Tuntum termin on “hobujõud”, mis on defineeritud kui 550 jala naela sekundis. second.1 Horsepower=550foot-poundssec.{displaystyle 1{text{ Horsepower}}=550{frac {text{foot-pounds}}{text{sec.}}}}Töö meetriline ühik on džaul. Džaul on võrdne ühe njuutonmeetriga, mis on töö hulk, mis on vajalik 1 njuutoni jõu liigutamiseks 1 meetri kaugusele. Kui jagate töö ajaga, saate võimsuse, mida mõõdetakse ühikutes džaulides sekundis . Seda nimetatakse ka Watt.1 Watt=1 Joule sec.=1 Newton-Meter sek.{displaystyle 1{text{ Watt}}=1{frac {text{ Joule}}{text{ Sec .}}}=1{frac {text{ Newton-Meter}}{text{ Sec.}}}}
4
Koguge saadaolevad andmed. Olenemata sellest, kas lahendate klassis füüsikaülesannet või arvutate võimsust reaalmaailma rakendusest, peate esmalt koguma teatud teabe. Vajalikku teavet saate mõõtühikuid üle vaadates. Oletagem näiteks, et soovite arvutada järgmises ülesandes: Lõuatõmbeid tegev õpilane tõstab oma 150 naela kaaluva keha 2 sekundiga 1,5 jala kaugusele. Kui palju jõudu õpilane rakendab? Force=150Â lbs.{displaystyle {text{Force}}=150{text{ lbs.}}}Kaugus=1,5 jalga{displaystyle {text{Distance}}= 1,5{text{ feet}}}Aeg=2 sek.{displaystyle {text{Time}}=2{text{ sec.}}}
5
Korrutage jõud kaugusega ja jagage ajaga. Kas meetermõõdustikus või ingliskeelses süsteemis, kui olete jõu, vahemaa ja aja andmed kogunud, rakendage need mehaanilise võimsuse leidmiseks valemisse.Power=Force∗DistanceTime{displaystyle {text{Power }}={frac {{text{Force}}*{text{Distance}}}{text{Time}}}}Võimsus=150 naela – 1,5 jalga2sek.{displaystyle {text{Toide} }={frac {150{text{lb.}}*1,5{text{feet}}}{2{text{sec.}}}}}Võimsus=225 jalga-lb2sek.{displaystyle {text {Power}}={frac {225{text{ft-lb}}}{2{text{sec.}}}}}Võimsus=112,5 jalga-naela.{displaystyle {text{Toide}} =112,5{frac {text{ft-lb}}{text{sec.}}}}Kuna 1 hobujõud võrdub 550 ft-lb/sek, on see umbes võrdne viiendikuga hobujõust.
6
Kirjutage võimsuse valem ümber. Algne võimsusvalem keskendub tööle, kui jõud korrutab vahemaa ja jagab selle töö tegemiseks kuluva ajaga. Teine võimalus samade komponentide käsitlemiseks on järgmine: Power=Force∗DistanceTime{displaystyle {text{Power}}={text{Force}}*{frac {text{Distance}}{text{Time }}}}Kui rühmitada termineid sel viisil erinevalt, peaksite mõistma, et DistanceTime{displaystyle {frac {text{Distance}}{text{Time}}}} on veel üks viis kiiruse kujutamiseks. Seetõttu võite järeldada, et Power=Force∗Velocity{displaystyle {text{Power}}={text{Force}}*{text{Velocity}}}Mõelge 2000-naelasele autole. Selle auto liigutamine kiirusega 50 miili tunnis võtab kaks korda rohkem jõudu kui sama auto liigutamine kiirusega 25 miili tunnis.
7
Teisendage ühikud vastavalt vajadusele. Võimsuse ühikud arvutatakse üldiselt kas vattides, mis on džaulides sekundis. või njuutonmeetrites sekundis või hobujõududes (hj) või jalanaelates sekundis. Tuletage meelde, et 1 hj = 550 ft-lb/sek. Kui teie olukord või probleem esitab andmed erinevates ühikutes, peate teisendama. Mõned kõige kasulikumad teisendustegurid on järgmised: 1 miil = 5280 jalga 1 tund = 60 minutit = 3600 sekundit1 kg = 9,8 N (jõud) Liikuva auto probleemi puhul esitatakse andmed miilides, tundides ja naelades. Peate teisendama 50 miili 50 * 5280 = 264 000 jalaks ja teisendama tunnid 3600 sekundiks. Seejärel saate probleemi korrata nii, et arvutate 2000 naelase auto liikumise võimsuse kiirusega 264 000/3600 = 73,33 jalga sekundis.
8
Korrutage jõud kiirusega. Kui teie andmed on õiges vormingus, saate võimsuse arvutada jõu ja kiiruse korrutisena. Autoprobleemi puhul on see järgmine: Power=Force∗Velocity{displaystyle {text{Power}}={text{Force}}*{text{Velocity}}}Power=2000 Pounds∗73,33feetsec{displaystyle { text{Power}}=2000{text{Pounds}}*73,33{frac {text{feet}}{text{sec}}}}Võimsus=146 660 jalga-naela{displaystyle {text{Toide }}=146 660{frac {text{foot-pounds}}{text{sec}}}}Saate esitada selle auto võimsusena või teisendada hobujõududeks, jagades 550-ga. Võimsus=146 660/550=266,65  hobujõudu{displaystyle {text{Power}}=146,660/550=266,65{text{ hobujõudu}}}Mootor avaldas 266,65 hobujõudu, liikudes 2000-naelase autoga kiirusel 50 miili tunnis.
9
Registreerige vooluringi pinge. Ahela pinge on analoogne mehaanilisel liikumisel rakendatava jõuga. Pinge näitab, kui palju elektrilaengut vooluringist läbi lastakse. Nii nagu raske tsemendiploki liigutamine nõuab suurt mehaanilist jõudu, nõuab kõrgepinge liigutamine suurt elektrienergiat. Pinge mõõdetakse ühikutes, nimetatakse voltideks, lühendatult V. Võrrandites on pinge tähistatud sümboliga E. Kui loete vooluahela skeemi, siis kirjutatakse pinge kuhugi skeemile. Kui ehitate tegelikku vooluringi, on pinge aku allikast tulenev toide. Näiteks üks 9-voldine aku annab vooluringile 9 volti.
10
Salvestage vooluahela vool. Elektriahela vool on analoogne mehaanilisel liikumisel rakendatava kiirusega. Voolutugevus näitab, kui kiiresti laeng vooluringi läbib. Voolutugevust mõõdetakse ühikutes, mida nimetatakse ampriteks, lühendatult Amps või lihtsalt A. Arvutustes sümboliseerib voolu suur algustäht I. Voolutugevust saab mõõta otse lugejaga, mida nimetatakse ampermeetriks. Teise võimalusena võib probleem, mille kallal töötate, lihtsalt anda vooluahelas olevate amprite arvu. Näiteks vooluahel, mille vool on 4 amprit, liigutab laengut kaks korda kiiremini kui vooluahel, mille vool on ainult 2 amprit.
11
Määratlege elektrienergia. Nii nagu võimsust saab mehaanilises mõttes määratleda aja jooksul tehtud tööna, on elektrienergia ka aja jooksul tehtud töö hulk. Elektrienergia puhul arvutatakse aga elektronide liigutamine läbi elektriahela. Ahel, mis liigutab rohkem elektrone või liigutab neid kiiremini, määratletakse suurema võimsusega. Elektrienergia ühikuks on vatt. See arvutatakse järgmiselt: Võimsus=Vool – pinge{displaystyle {text{Toide}}={text{Current}}*{text{Voltage}}}P=IE{displaystyle P=IE}
12
Arvutage vooluringi võimsus. Oletame, et antud elektriahela vool on 6 amprit ja laeng 18 volti. Vooluahela võimsuse arvutamiseks peate korrutama järgmiselt: Power=Current∗Voltage{displaystyle {text{Power}}={text{Current}}*{text{Voltage}}}Power=6∠—18=108 vatti{displaystyle {text{Toide}}=6*18=108 vatti}