Explicamos o que é o poder na física, os tipos que existem e vários exemplos. Além disso, as fórmulas para calculá-lo.
O que é poder na física?
Na física, o poder (representado pelo símbolo P ) é uma determinada quantidade de trabalho realizado de alguma forma em uma determinada unidade de tempo . Ou seja, é a quantidade de trabalho por unidade de tempo que algum objeto ou sistema produz .
A potência é medida em watts (W) , unidade que homenageia o inventor escocês James Watt e equivale a um joule (J) de trabalho realizado por segundo (s), ou seja:
W = J / s
No sistema de medidas anglo – saxão, essa unidade é substituída por cavalos de força ( hp ).
A capacidade de entender e medir a potência com precisão foi um fator determinante no desenvolvimento das primeiras máquinas a vapor, dispositivo no qual se sustentou a Revolução Industrial . Em nossos dias, porém, costuma estar associado à eletricidade e a outros tipos de recursos energéticos modernos, pois também pode designar a quantidade de energia transmitida .
Veja também: Mecânica na física
Tipos de poder
Existem os seguintes tipos de poder:
- Poder mecânico. Aquilo que é derivado da aplicação de uma força sobre um sólido rígido ou deformável.
- Potência elétrica. Em vez de trabalho, refere-se à quantidade de energia transmitida por unidade de tempo em um sistema ou circuito.
- Potência de aquecimento. Refere-se à quantidade de calor que um corpo libera no meio ambiente por unidade de tempo.
- Potência de som. É entendido como a quantidade de energia que uma onda sonora transporta por unidade de tempo através de uma determinada superfície.
Fórmulas de poder
A potência é calculada, em termos gerais, de acordo com a seguinte fórmula:
P = ΔE / Δt
ΔE representa a mudança na energia ou a mudança no trabalho.
Δt representa o tempo medido em segundos.
Porém, cada tipo de potência é expressa por meio de sua própria formulação, por exemplo:
- Poder mecânico. P (t) = Fv, embora se houver uma rotação do sólido e as forças aplicadas alterarem sua velocidade angular, usaremos P (t) = Fv + M.ω. F e M serão a força resultante e o momento resultante, respectivamente; enquanto V e ω serão a velocidade do ponto sobre o qual a resultante foi calculada e a velocidade angular do corpo.
- Potência elétrica. P (t) = I (t). V (t), onde I é a corrente de fluxo, medida em amperes, e V é a diferença de potencial (a queda de tensão ) medida em volts. No caso de uma resistência ao invés de um condutor de eletricidade, a fórmula a ser utilizada será P = I 2 R = V 2 / R, onde R é a resistência do material, medida em ohms.
- Potência de aquecimento. P = E / t, onde E é a energia térmica fornecida, medida em joules (J). Observe como é indiferente a graus de calor.
- Potência de som. P S = ʃ I s dS, onde I s é a intensidade do som e dS o elemento atingido pela onda .
Exemplos de poder
- Poder para mover uma massa
Queremos elevar 100 kg de materiais de construção até o sétimo andar de um prédio em construção, ou seja, cerca de 20 metros acima do solo . Queremos fazê-lo usando uma grua e em 4 segundos, por isso devemos descobrir a potência necessária dela.
Para usar a fórmula P = w / t, devemos primeiro calcular o trabalho realizado pelo guindaste.
Para isso usamos a fórmula W = F. d. cos a = 100 x 9,8 x 20 x 1 = 19.600 N. Então: P = 19.600 N / 4 s, ou seja, a potência do guindaste deve ser 4.900 W.
- Resistência de dissipação de energia
Devemos calcular a quantidade de potência que uma resistência elétrica de 10 ohms dissipa, quando a cruzamos com uma corrente de 10 amperes. Neste caso aplicamos a fórmula P = R x I 2 , da seguinte forma: P = 10 x 10 2 , o que resulta em uma potência dissipada de 1000 watts.
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