5.4. Ρυθμοί έργου

Για να αξιολογήσουμε μηχανήματα και συσκευές, δεν μπορούμε να βασιστούμε μόνο στο έργο που παράγουν. Ποιος εμποδίζει, π.χ., τον κινητήρα μιας "σακαράκας" να παράγει ίδιο ή και μεγαλύτερο έργο σε σχέση με το αντίστοιχο ενός αγωνιστικού αυτοκινήτου; Αρκεί ο πρώτος να δουλέψει πολλαπλάσιο χρόνο από το δεύτερο. Για να εκτιμηθεί η "δύναμη" του κινητήρα, πρέπει να κριθεί με το ρυθμό παραγωγής έργου. Η λέξη "ρυθμός" δημιουργεί μια αρκετά μεγάλη, σε αξία και ποικιλία, κατηγορία φυσικών μεγεθών, τα οποία δείχνουν τη μεταβολή στη μονάδα χρόνου ενός άλλου μεγέθους: Η σχέση: Χ= ΔA/Δt δηλώνει ότι το μέγεθος Χ είναι ρυθμός μεταβολής του μεγέθους Α. Αν στο χρονικό διάστημα Δt = t2 – t1 = t - 0 = t το μέγεθος Α αυξήθηκε από 0 σε Α με σταθερό τρόπο, μπορούμε να γράψουμε: Χ= A/t. (Ας θυμηθούμε μεγέθη - ρυθμούς από την έως τώρα εμπειρία μας).

Ο ρυθμός παραγωγής ή κατανάλωσης έργου (ΔW/Δt ή W/t) εκφράζεται με την ισχύ P. P= ΔW / Δt = W/t (5.3)

Από τις σχέσεις (5.1) και (5.3) προκύπτει: Ρ= Fs/t ή P=Fυ. (5.4)

Προσοχή: Τα διανύσματα F και υ στη σχέση (5.4) είναι συγγραμμικά. Μιλάμε, δηλαδή, για τη δύναμη που έχει ίδια κατεύθυνση με την ταχύτητα. Η ισχύς είναι μέγεθος μονόμετρο, με μονάδα στο S.I.: [pic]

Το Watt είναι, δηλαδή, ο ρυθμός λειτουργίας συστήματος το οποίο παράγει ή καταναλώνει με σταθερό τρόπο 1J σε χρόνο 1s. Η μονάδα lkWh, που αναφέρθηκε πιο πάνω, αντιστοιχεί στο έργο που προκύπτει σε lh από σύστημα σταθερής ισχύος lkW.

Έχουμε και για την ισχύ τις πρακτικές μονάδες, τις οποίες επιβάλλουν οι παραδόσεις. Είναι: 1 H.P. (Horse Power) = 746 W 1 C.V. (Cheval Vapeur) = 736 W

Οι όροι σημαίνουν: "ισχύς αλόγου". Δε μοιάζει όμως κάπως "θολή" αυτή η φράση; Για ποιο άλογο μιλάμε; Γι' αυτό στο κάρο του πλανόδιου μανάβη ή για το αγωνιστικό του ιππόδρομου; Τελικά, η απάντηση είναι: Για κανένα από τα δύο αλλά για ένα "μέσο" άλογο. Άρα, 1 Η.Ρ. είναι η ισχύς ενός μέσου αλόγου που παράγει 550 ft.lb έργο σε 1s. (1ft.lb= l,356Joules).