Moč (fizika): definicija, enote (vat, W) in formula P = W/t
V fiziki je moč (simbol: P) hitrost, s katero se opravi delo ali prenese energija iz ene stvari v drugo. V merskem sistemu SI se moč meri v vatih (simbol: W).
Za izvedbo spremembe je pogosto potrebno vložiti določeno količino dela — na primer dvigniti utež na višjo raven. Opravljeno delo je pri enakem premiku enako ne glede na hitrost dviga, vendar bo hiter dvig zahteval več moči, ker se delo opravi v krajšem času. Tako moč opisuje, kako hitro se delo opravlja ali energija prenaša.
Definicija in osnovna formula
Osnovna definicija povprečne moči je:
P = W t {\displaystyle P={\frac {W}{t}}} 
kjer je:
V diferencialni obliki, za trenutni (instantni) primer, je moč podana kot odvod opravljene energije po času:
P = dW/dt.
Enote in primeri
Enota moči v SI je vat (W), kjer velja:
- 1 W = 1 J/s (joule na sekundo).
- Večje enote: 1 kW = 1000 W, 1 MW = 10^6 W.
- Konjska moč (metrična) je približno 1 PS ≈ 735,5 W.
Primeri večjih in manjših vrednosti moči: povprečna človeška moč pri dolgotrajnem delu je okoli 50–150 W, gospodinjski grelnik čaja ~2000 W, običajna žarnica 40–100 W, avtomobilski motor pa lahko razvije več deset do nekaj sto kW.
Mehanski, električni in rotacijski izrazi za moč
Mehansko: trenutna mehanska moč, ki jo izvaja sila na telo, je skalarni produkt sile in hitrosti:
P = F · v (za enakomerno smer: P = F v).
Primer: če dvigujemo maso m navpično navzgor s stalno hitrostjo v proti sili teže, je potrebna moč P = m g v (g je gravitacijski pospešek).
Rotacijsko gibanje: moč, povezana s trobom (navorom) in kotno hitrostjo, je
P = τ · ω, kjer je τ navor, ω kotna hitrost.
Električno: električna moč je napetost pomnožena z električnim tokom:
P = U · I. Iz tega sledijo tudi oblike P = I^2 R in P = U^2 / R za upornike (Ohmov zakon).
Dodatne lastnosti in dimenzije
- Moč je velikost, odvisna od časa — isto delo v krajšem času pomeni večjo moč.
- Dimenzijska analiza: [P] = M L^2 T^−3 (enote mas, dolžine in časa).
- Povprečna moč P̄ = ΔW / Δt za nedoločeno časovno obdobje; trenutna moč P(t) = dW/dt za natančen časovni trenutek.
Moč je torej temeljna fizikalna količina, ki pove, kako hitro se energija porablja ali prenaša, in ima široko uporabo v mehaniki, elektriki in termodinamiki.
Moč v optiki
V optiki ali radiometriji se izraz moč včasih nanaša na sevalni tok. To je povprečna hitrost prenosa energije z elektromagnetnim sevanjem, merjena v vatih. Izraz "moč" pa se uporablja tudi za izražanje sposobnosti leče ali druge optične naprave, da izostri svetlobo. Meri se v dioptrijah (obratnih metrih) in je enaka ena nad goriščno razdaljo optične naprave.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je moč v fiziki?
O: V fiziki je moč to, kako hitro se opravi delo ali odda energija z ene stvari na drugo.
V: Kako se meri moč?
O: Moč se v merskem sistemu SI meri v vatih (simbol: W).
V: Kaj se zgodi, če težko utež dvignemo hitro in kaj počasi?
O: Opravljena bo enaka količina dela, vendar je za hitro dvigovanje potrebna večja moč, kar pomeni, da je delo mogoče opraviti v krajšem času, če je na voljo večja moč.
V: Kako lahko izračunamo moč?
O: Moč lahko izračunamo kot hitrost spreminjanja opravljenega dela ali energije podsistema z uporabo enačbe P = W/t, kjer je P moč, W delo in t čas.
V: Ali obstaja še kakšen drug način za izračun moči?
O: Da, izračunamo jo lahko tudi kot silo, pomnoženo s hitrostjo (ali hitrostjo).
