Broos Fonck

Fysica

Vermogen

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

2

Inleiding

Piet brengt 1000 kg bakstenen 3m hoog in 2 h. Een hijskraan levert dezelfde prestatie in 10 min.

Vergelijk de geleverde arbeid.De geleverde arbeid is in beide gevallen even groot.

Toch is er een verschil bij het leveren van deze arbeid. Waarin ligt het verschil?Het verschil ligt in het tijdsverloop waarin de arbeid geleverd werd.

Vermogen

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

3

Definitie

Grootheid Symbool Eenheid

Vermogen P [P] = W (de watt)

Het vermogen is de verhouding van de geleverde arbeid tot de tijd, waarin die arbeid geleverd werd.

tWP

TijdArbeidVermogen

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

4

Eenheid

W

sJP

stJW

tWP

Let op! Arbeid = W Watt = W

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

5

Watt?

Vermogen Watt Machines paardenkracht Van waar komt dat? James Watt Het verhaal gaat zo …

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

6

Paardenkracht

Het verhaal gaat zo dat Watt met pony’s werkte die kolen uit een mijn omhoog hesen. Hij zocht een manier om het vermogen van één van de dieren te kunnen beschrijven.

Hij vond dat een pony’s ongeveer 22,000 voet-pond arbeid leverde per minuut.

Hij vermeerderde dat getal met 50 % en legde paardenkracht vast op 33,000 voet-pond arbeid per minuut.

Paardenkracht verschijnt nu op jouw auto, grasmaaier, kettingzaag,…

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

7

Wat paardenkracht betekent

Volgens Watt kan één paard 33,000 voet-pond arbeid leveren elke minuut.Een 1-paardenkracht paard kan: 330 pond kolen 100 voet omhoog brengen per minuut 33 pond kolen 1000 voet omhoog brengen per minuut 1000 pond 33 voet omhoog brengen per minuut

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

8

Terug naar Watt

1 paardenkracht = 746 watt

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

9

Betekenis

Dit betekent dat een machine met een vermogen van één watt, na één seconde een arbeid geleverd heeft van één joule.

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

10

Voorbeeld Arbeid ↔ Vermogen

Bergwandelaar ↔ BergbeklimmerW = W =Δt ↓ Δt ↑

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

11

Voorbeeld Arbeid ↔ Vermogen

Een bergbeklimmer heeft veel tijd nodig om zijn lichaam een paar meters omhoog te hijsen langs een klif.Een bergwandelaar kan gemakkelijk in een korte tijd evenveel meters stijgen doordat hij een gemakkelijker pad kiest.

Beide leveren dezelfde hoeveelheid arbeid maar de bergwandelaar doet deze arbeid in minder tijd dan de bergbeklimmer.

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

12

Nieuwe expressie voor vermogen

vFtxF

txF

tWP

Een sterke machine → krachtig (grote kracht) → snel (grote snelheid)

Broos Fonck Sint-Paulusinstituut5

13

Voorbeeld

Een (sterke) rugby speler → grote kracht → een afstand → korte tijd

te verzetten