احسب القدرة الميكانيكية من الشغل والزمن، أو من القوة والسرعة — معدّل أداء الشغل أو انتقال الطاقة.
📂 الفيزياءعبّئ الحقول الموجودة على يمين الصفحة بالقيم المطلوبة، ثم اضغط الزر لرؤية النتيجة فورًا. لا حاجة للتسجيل، ولا تُرسَل أي بيانات لأي خادم — كل الحساب يتم داخل متصفحك مباشرة.
القدرة الميكانيكية هي معدّل أداء الشغل أو انتقال الطاقة، وتُقاس بالواط (W)، حيث يساوي واط واحد جولًا واحدًا لكل ثانية. توجد طريقتان شائعتان لحساب القدرة الميكانيكية: الأولى بقسمة إجمالي الشغل المُنجَز على الزمن المستغرَق (P = W ÷ t)، وهي مفيدة عند معرفة إجمالي الشغل وإجمالي الزمن. والثانية بضرب القوة المطبَّقة في السرعة اللحظية للجسم (P = F × v)، وهي مفيدة لوصف حركة مستمرة بسرعة ثابتة أو معروفة في لحظة معيّنة، كقدرة محرّك سيارة عند سرعة معيّنة. تعبّر الطريقتان عن نفس المفهوم الفيزيائي من زاويتين مختلفتين، وتُستخدَمان معًا في تصميم المحرّكات والآلات لتقدير كفاءة تحويل الطاقة إلى حركة مفيدة، لأن مقارنة القدرة المُسلَّمة فعليًا بالقدرة المتاحة نظريًا من مصدر وقود تكشف كفاءة النظام الميكانيكية. وتصف القدرة الكهربائية معدل استهلاك أو توليد الطاقة الكهربائية لكل وحدة زمن، وتُحسَب بضرب فرق الجهد في التيار المار في الدائرة، وتُقاس بوحدة الواط التي تعادل جول واحد من الطاقة لكل ثانية.
يمكن حساب القدرة الميكانيكية بطريقتين تبدوان مختلفتين — الشغل مقسومًا على الزمن، أو القوة مضروبة بالسرعة — وفهم لماذا تصف كلتا الصيغتين نفس الكمية الفيزيائية بالضبط، فقط بزاويتين مختلفتين، يُوضِّح كثيرًا من كيفية عمل القدرة فعليًا في الآلات الحقيقية.
صيغة الشغل-على-الزمن (P = W/t) مناسبة طبيعيًا للمواقف ذات بداية ونهاية واضحتين: محرك يؤدي كمية شغل ثابتة ومعروفة عبر فترة زمنية مقاسة له خرج قدرة متوسط يساوي إجمالي ذلك الشغل مقسومًا على إجمالي ذلك الزمن — مفيد لحساب القدرة المتوسطة عبر مهمة، كمقدار القدرة اللازمة لرفع حمل ارتفاعًا معيّنًا في عدد معيّن من الثواني.
صيغة القوة-مضروبة-بالسرعة (P = F × v) تناسب الحركة المستمرة والجارية بشكل أفضل، واصفة القدرة في لحظة محددة بدلًا من متوسطة عبر مهمة. خرج قدرة محرك سيارة عند سرعة تنقل الطريق السريع، مثلًا، يُوصَف بأفضل شكل بالقوة التي يُنتجها حاليًا مضروبة بسرعة السيارة الحالية، لأن كلًا من القوة والسرعة قد تتغيّران لحظة بلحظة بينما تتسارع السيارة، أو تتسلّق منحدرًا، أو تواجه مقاومة رياح.
هاتان الصيغتان مرتبطتان رياضيًا لا مستقلتان: الشغل نفسه يُعرَّف بالقوة مضروبة بالمسافة، فتعويض تلك العلاقة في P = W/t وملاحظة أن المسافة مقسومة على الزمن هي السرعة يُظهِر بالضبط كيف تنخفض صيغتا القدرة لنفس الفيزياء الأساسية — هما المعادلة نفسها مُعبَّرًا عنها عبر متغيّرات مختلفة لكن متكافئة.
يستخدم المهندسون هذا المنظور المزدوج للقدرة باستمرار عند تحليل المحرّكات والآلات: تصنيف قدرة محرك (يُذكَر غالبًا عند RPM محدد، لأن القوة والسرعة الدورانية تتغيّران معًا مع سرعة المحرك) يُخبِرك بالقدرة اللحظية المتاحة عند نقطة التشغيل تلك، بينما قد يُستخدَم حساب شغل-على-زمن منفصل لتحديد إجمالي الطاقة المُستهلَكة أو المُسلَّمة عبر دورة تشغيل كاملة — كلا المنظورين على نفس الكمية الأساسية، مُختارَين بناءً على أيهما أكثر فائدة للسؤال الهندسي المحدد المطروح. ويوضّح هذا المفهوم أيضًا الفرق بين الطاقة والقدرة؛ فالطاقة تصف الكمية الكلية المستهلَكة عبر فترة زمنية، بينما تصف القدرة معدل استهلاك تلك الطاقة لحظيًا، وهذا الفرق أساس فهم فاتورة الكهرباء التي تُحسَب بوحدة كيلوواط-ساعة لا الواط فقط.
يعطي نمط الشغل والزمن متوسط القدرة على فترة زمنية (إجمالي الطاقة المنتقلة مقسومًا على إجمالي الزمن)، بينما يعطي نمط القوة والسرعة القدرة اللحظية في لحظة معيّنة عندما تكون كلتاهما معروفة.
الواط (W)، ويساوي جولًا واحدًا لكل ثانية — وهي نفس الوحدة المستخدَمة للقدرة الكهربائية، لأن كلاهما يصف معدّل انتقال الطاقة.
الحصان الميكانيكي الواحد يساوي تقريبًا 745.7 واط، وهي وحدة شائعة لوصف قدرة محرّكات المركبات والآلات.