القُدْرة في الفيزياء، Power معدَّل القيام بشغل. ويعتبر الفيزيائيون أنَّ الشُّغل منجز، عندما تُحرِّك قوةٌ جسمًا ما إزاء مقاومة. ويعتمد مقدار الشُّغل المنجز على حجم القوة وعلى المسافة التي يتحرك فيها الجسم في اتجاة القوة. ويشتمل مفهوم القدرة على الزَّمن والقوة والمسافة. إذ تحدد القدرة المبذولة مقدار الشُّغل الذي يمكن إنجازه في كل وحدة زمنيَّة.
ويتطلب القيام بعمل ما نفس القدر من الشُّغل سواء أتمَّ بسرعة أم ببطء، إلا أنَّه يلزم قدرة أكبر للقيام بالشُّغل بسرعة. فمثلاً، يقوم حصان بعمل نفس مقدار الشُّغل إذا جرّ حملاً عبر مسافة معينة في 20 ثانية أو في 10 ثوان غير أنه يستخدم ضعف القدرة لإنجاز الشُّغل في الوقت الأقصر.
حساب القدرة
ويمكن حساب القدرة وفق الصيغة التالية:
القدرة = الشغل/الزمن
ويقيس الفيزيائيون الشُّغل بضرب القوة في المسافة. لذا، يمكن كذلك كتابة صيغة القدرة:
القدرة = القوة × المسافة/الزمن
وفي أنظمة القياس، يُعّبر عن القدرة دائمًا على أنَّها وحدات شغل مقسمة على وحدات الزَّمن.
والوحدة المعروفة للقدرة في النظام المتري هي الواط. والواط الواحد هو القدرة اللازمة لإنجاز جول واحد من الشُّغل بالثانية. ويُنجز جول واحد من الشغل عندما يُحرِّك نيوتن واحد من القوة جسمًا لمسافة متر واحد. لنعتبر، مثلاً، الشُّغل المبذول لرفع جسم زنته 10كجم لمسافة 5م. فالقوة المنفذة على الجسم الذي زنته 10كجم هي كتلته (10كجم) مضروبة في التسارع بسبب الجاذبية التي هي 9,8 م لكل ثانية لكل ثانية. وعليه تكون القوة 10جم × 9,8م لكل ثانية لكل ثانية = 98 نيوتن. ويساوي الشغل المنفذ القوة (98 نيوتن) مضروبة في المسافة التي نفذت عليها القوة (5م ). ولذا، فإن الشُّغل المنجز هو 98 نيوتن × 5م = 490 جول. فإذا ما أنجز الشُّغل في 4 ثوانٍ، فإنَّ القدرة المستخدمة هي 122,5 واط.
القدرة = 490 جول/4 ثوان = 122,5جول/1 ثانية = 122,5 واط
والوحدة الأساسية للقدرة في النِّظام السَّائد أو النِّظام الإنجليزي هي قدم ـ رطل لكل ثانية. ويُنجز قدم ـ رطل من الشُّغل عندما تُحرَّك قوة مقدارها رطل واحد جسمًا لمسافة قدم واحد. وثمة وحدة أخرى للقدرة المستخدمة في النِّظام السَّائد هي القدرة الحصانية، التي تعادل 550 قدمًا ـ رطلاً من الشُّغل لكل ثانية. والقدرة الحصانيَّة تُمَثِّل أساسًا مقدار القدرة التي ينفذها حصان جر نموذجي. وتعادل قدرة حصانية واحدة 746 واط.
الثلاثاء ديسمبر 09, 2014 9:51 pm