القدرة

القدرة: مقياس لمعدل بذل الشغل، ومعادلة تعريفها هي:

أو : بالرموز :

 (1)           

وعندما يكون الشغل w مقياساً بالجول والزمن T بالثانية فإن وحدة القدرة تكون جول لكل ثانية وتسمى واط (w) نسبة إلى جيمس واط مخترع المحرك البخاري.

ولكن القدرة للمواتير والمحركات تقاس عادة بالقدرة الحصانية (hp) ، حيث:

1 hp = 746 W

وبالطبع ، حيث أن الواط هو وحدة القدرة في النظام SI  فمن الواجب استخدامها هي وليست القدرة الحصانية في معادلاتنا. فالموتور الكهربائي الذي قدرته المقدرة 1/4 hp مثلاً يمكنه أن ينتج قدرة تساوي:        

هذا يعني أن الموتور يمكنه أن يبذلJ   186من الشغل كل ثانية.

يمكننا الحصول على علاقة مناسبة اخرى للقدرة بملاحظة أن الشغل المبذول على جسم ما بواسطة القوة F_x عندما يزاح الجسم تحت تأثير القوة مسافة قدرها x هو F_x x  وباستخدام هذا التعبير في المعادلة (1) نجد أن :

والآن ، حيث أن x/t يساوي مقدار السرعة التي يتحرك بها الجسم في الاتجاه x ، إذن:

(2)        P = F_x v_x

أو :

 P = Fv cos θ

حيث θ هي الزاوية بين F و v. ونفترض المعادلتان (1) و (2) أن خرج القدرة ثابت. أما اذا تغيرت F_x أو v_x أو تغيرتا كلتاهما مع الزمن فإن المعادلة (1) القدرة اللحظية عند اللحظة التي تعطى عندهاF_x  وv_x .

المعادلة (1) تستخدم لتعريف إحدى الوحدات الشائع استخدامها لتقدير الشغل.  لاحظ أن:

الزمن × القدرة  = الشغل

فإذا قيست القدرة بالكيلو واط والزمن بالساعة فإن وحدة الشغل المبذول بواسطة مصدر. للقدرة تكون كيلو واط × سافة ، وهذه الوحدة للشغل تسمى الكيلو واط ساعة. والعلاقة بين هذه الوحدة والجول هي: