الفرق بين القوة والقدرة Force vs Power

تعريف القوة Definition of Force:

القوة هي نتيجة التفاعل بين كيانين إمّا بشكل مباشر أو غير مباشر. أو يمكننا القول إنّه إجراء دفع أو سحب يتم إجراؤه على كائن. إنّه في الأساس إجراء يتسبب في حدوث تغيير في حالة السكون أو حالة حركة الجسم الذي يتم تطبيقه عليه. يمكن أن يكون التفاعل مباشرًا أو غير مباشر. وبالتالي هذا يؤدي إلى تصنيف رئيسي للقوة، وهما:

قوة الاتصال (Contact Force): هذه القوة تحتاج إلى تفاعل مادي بين جسمين. على سبيل المثال، قوة الاحتكاك، قوة الشد.

قوة العمل على مسافة بعيدة (Action-at-a-distant Force): تسمح هذه القوى بالتفاعل بين كائنين دون وجود اتصال جسدي بينهما. على سبيل المثال، قوة الجاذبية، القوة الكهربائية.

“نيوتن” (Newton) هي وحدة قياس القوة وتعطى بواسطة:

Force = Mass × Acceleration

وبالتالي يمكننا القول أنّ (1) نيوتن هي القوة اللازمة لتوفير كتلة (1) كجم، وتسارع (1 م / ث / ث). نظرًا لطبيعة القوة المتجهة، فإنّ كلاً من الحجم والاتجاه هما العاملان الناتجان في تحديدها. ضع في اعتبارك التالي:

لدينا جسمين وتؤثر عليهما القوتين (FA و FB)، في الجسم الأول، كلتا القوتين (FA و FB) تعملان في نفس الاتجاه على جسم ما. وبالتالي، فإنّ القوة الكلية على الجسم ستكون مجموع كلتا القوتين المؤثرة عليه. بينما في الجسم الثاني، تعمل القوتان في الاتجاه المعاكس على الجسم. وبالتالي فإنّ القوة الكلية ستكون الفرق بين القوتين المؤثرين عليها في وقت واحد.

لذلك، إذا كانت القوة الكلية المؤثرة على الجسم تساوي (0)، فستظل ثابتة. ولكن إذا كانت غير صفرية، فسوف يعاني الجسم إمّا من التسارع أو التباطؤ.

تعريف القدرة Definition of Power:

يتم تعريفها بشكل أساسي على أنّها مقدار استهلاك الطاقة عند تنفيذ إجراء ما. وبشكل أكثر تحديدًا، يمكننا القول إنّ معدل القيام بأي عمل يُعرف بالقدرة. لذلك يمكن التعبير عنها كـالتالي:

Power = Work done / Time taken

الواط هو وحدة قياس القدرة. وهكذا يمكننا القول أنّ (1) واط هي القدرة التي تعمل بمعدل (1) جول في الثانية. تأمل في مثال عملين (A) و(B). كل منهما كلف بمهمة بناء جدار. لذلك، كلاهما يقوم بنفس العمل بشكل منفصل. لكن (A) استغرق وقتًا أقل من (B) لإنجاز العمل. يوضح هذا بوضوح أنّ (A) يقوم بالعمل بقوة أكبر من (B). لذلك، يمكننا القول أنّ قوة أي شخص أو آلة هي نسبة العمل المنجز والوقت الإجمالي المستغرق. نحن نعلم أنّ العمل يُقال أنّه يتم عند تطبيق قوة معينة. إذن، يمكننا الحصول على صيغة أخرى للقوة باستخدام:

P = W/ T

,Since

Work = Force × Displacement

Thus, on substituting

P = Force × Displacement / Time

وأيضاً نعلم أنّ:

Displacement / Time = velocity

لذلك نحصل على:

Power = Force × Velocity

لقد رأينا أنّ كل جهاز كهربائي لديه بعض القوة المحددة. هذه القوة ليست سوى معدل استهلاك الطاقة الكهربائية بها.

الفرق بين القوة والقدرة Force vs Power:

الفرق الرئيسي بين القوة والقدرة هو أنّ القوة هي عمل على جسم أو تفاعل بين جسدين. بينما القدرة هي كمية الطاقة المستهلكة أثناء القيام بعمل ما على الجسم. أحيانًا يتم الخلط بين مصطلحي القوة والقدرة.

جدول المقارنة بين القوة والقدرة:

شرح الاختلافات الرئيسية بين القوة والقدرة:

• القوة هي كمية متجهة، وبالتالي فإنّ الحجم والاتجاه كلاهما مطلوبان للحصول على القوة المحصلة على الجسم. في المقابل القدرة، يتم تحديد الكمية العددية من خلال حجمها فقط.

• يتم الإشارة إلى القوة بواسطة الرمز (F). بينما يتم استخدام الرمز (P) للإشارة إلى القدرة المطبقة على كائن أو جسم.

• وحدة قياس القوة هي “نيوتن”. ومع ذلك، يتم قياس القدرة على وجه التحديد “بالواط”.

• القوة ناتجة عن حاصل الضرب الاتجاهي للكتلة والتسارع. بينما في المقابل القدرة، يتم فيها إعطاء نسبة العمل المنجز لكل وحدة زمنية.

• وحدة قياس القوة مُعطاة باسم العالم “إسحاق نيوتن”. بينما يتم إعطاء وحدة قياس القدرة باسم العالم “جيمس وات”.

• كلاً من القوة والقدرة هما المصطلحان المهمان للعلم، لكن القوة تحدد التفاعل بين الكائنات بينما تحدد القدرة المعدل الذي يتم به أي عمل.