5 Energi: 5.2 Arbete
Effekt
Effekt
Är du effektiv? I så fall får du undan arbetet snabbt. I fysiken använder vi ordet effekt på liknande sätt. Det kan vara nog så viktigt att veta hur mycket arbete som utförs i en given situation, men minst lika viktigt är det att veta hur lång tid arbetet tar. I fysiken använder vi ordet effekt för att tala om hur mycket arbete per tidsenhet som utförs. Symbolen för effekt är \( P \).
Effekt är arbete dividerat med tid. \[ \text{Effekt} = \frac{\text{Arbete}}{\text{Tid}} \text{ eller } P = \frac{W}{t} \]
Enheten watt är uppkallad efter den skotske ingenjören James Watt, som förbättrade ångmaskinen.
I formeln står P egentligen för medeleffekten under tiden t. Om arbetet utförs lika fort hela tiden, så är effekten konstant.
Enheten för effekt är watt, \(\text{W}\). En watt är lika med en joule per sekund, \(1 \text{ W}\) = \(1 \text{ J/s}\) .
Formeln för effekt säger oss att arbete är lika med effekt multiplicerad med tid, \( W = P \cdot t \). En joule är alltså lika med en wattsekund, \( 1 \) J = \( 1 \text{ Ws}\). Enheten watt har alltså inte bara med elektricitet att göra. I fysiken mäts all effekt i watt. En motor, en människa eller en stjärna avger energi i olika former. Den avgivna effekten mäts i watt. Till exempel strålar solen ut \( 3{,}9 \cdot 10^{26} \text{ W} \), en vuxen människa ca \( 100 \text{ W} \).
En tyngdlyftare lyfter en vikt på \( 150 \text{ kg}\) till höjden \( 1{,}80 \text{ m}\) på \( 5{,}0 \text{ s}\) . Du kan lyfta samma vikt till samma höjd genom att lyfta \( 25 \text{ kg}\) sex gånger. Vart och ett av dina lyft tar \( 5{,}0 \text{ s} \). Hur stort är arbetet, och vad är effekten i de två fallen?
Lösning: Tyngdlyftaren utför arbetet \[ W_1 = m_1 gh = 150 \cdot 9{,}82 \cdot 1{,}80 \text{ J} = 2 \ 650 \text{ J} \] Arbetet utförs på \( 5{,}0 \text{ s}\). Det ger effekten \[ P_1 = \frac{W_1}{t_1} = \frac{2 \ 650}{5{,}0} \text{ W} = 530 \text{ W} \]
Du utför arbetet \[ W_2 = 6 \cdot m_2 gh = 6 \cdot 25 \cdot 9{,}82 \cdot 1{,}80 \text{ J} = 2 \ 650 \text{ J} \] Ditt arbete utförs på \( 6 \cdot 5{,}0 \text{ s} = 30{,}0 \text{ s} \). Din effekt blir \[ P_2 = \frac{W_2}{t_2} = \frac{2 \ 650}{30} \text{ W} = 88 \text{ W} \]
Ni utför båda lika stort arbete, men du använder sex gånger längre tid. Din effekt blir därför bara en sjättedel av tyngdlyftareffekten. Se figur 5.8.
