تعریف فرمول بازده و توان در فیزیک دهم

توان در فیزیک به چه معناست ؟ فرمول توان چیست؟

به نسبت انرژی مصرف شده تقسیم بر زمان مصرف انرژی توان می گویند. بصورت مثال اگر یک شخصی از نردبان به اندازه ۵ متر بالا بره و این بالا رفتن ۳۰۰ ثانیه طول بکشه اگر میزان افزایش انرژی پتانسیلی که در این ۵ متر بالا رفتن روU بنامیم و مقدار این انرژی رو تقسیم کنیم بر زمان ۳۰۰ ثانیه ، توان شخص رو بدست آورده ایم. پس فرمول توان به صورت زیر در میاد …

$$P=\frac{W}{t}$$

دقت کنید که انرژی که در صورت فرمول توان نوشته می شود می تواند انرژی گرمایی ، انرژی پتانسیل ، انرژی الکتریکی و یا هر مدل دیگه ای از انرژی باشه … بصورت مثال در فصل چهارم فیزیک دهم مبحث دما و گرما ، میزان انرژی گرمایی تقسیم بر زمان میشه توان گرمایی ، در فیزیک یازدهم فصل دوم ( مقاومت ) از تقسیم انرژی الکتریکی به زمان میشه توان مقاومت هارو محاسبه کرد.

یک مثال از متن درسنامه : دانش آموزی به وزن ۶۰۰ نیوتون در مدت یک دقیقه و ۴۰ ثانیه ۴۰ پله ی ساختمان را بالا می رود ، اگر ارتفاع هر پله ۲۵ سانتی متر باشد در این صورت توان دانش آموز چند وات است؟

بخش دوم فرمول بازده

به یک بیان ساده بازده هر وسیله نسبت انرژی مفید اون وسیله به کل انرژی ورودی وسیله تعریف می شود، به یک تعیبر دیگه فرمول بازده یعنی نسبت توان مفید به توان کل ، برای درک بهتر به تصویر زیر دقت کنید. همانطور که در تصویر زیر مشخص است همیشه بخشی از انرژی ورودی ( انرژی کل ) به انرژی خروجی ( کار مفید ) تبدیل نشده و بصورت انرژی اتلافی از سیستم خارج می‌شود.

معمولا در حد امتحانات تشریحی توسط یک پمپ جسمی رو به سمت بالا می کشند و توان جسم رو در ابتدای سوال به ما میدن و فرمول بازده رو به عنوان مجهول از ما می‌خواهند در این حالت میشه فرمول بازده رو به صورت زیر خلاصه کرد

$$R_a=\frac{E_{\mathrm{مفید}}}{E_{\mathrm{کل}}}=\frac{mgh}{p\times t}$$