O poder físico refere-se à quantidade de trabalho realizado (ou energia consumida) por unidade de tempo. A potência é uma magnitude escalar, sendo sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades o joule por segundo (J / s), conhecido como watt em homenagem a James Watt.
Outra unidade de medida bastante comum é a potência tradicional. Na física, são estudados diferentes tipos de potência: potência mecânica, potência sonora, potência térmica, entre outras. Em geral, existe uma ideia intuitiva do significado de potência. Geralmente está associado a maior potência, maior consumo.
Assim, uma lâmpada consome mais energia elétrica se sua potência for maior; o mesmo vale para um secador de cabelo, um radiador ou um computador pessoal.
Por isso, é necessário compreender bem o seu significado, os diferentes tipos de poderes existentes e perceber como é calculado e quais as relações entre as suas unidades de medida mais comuns..
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Por definição, para calcular a energia consumida ou fornecida em um intervalo de tempo, utiliza-se a seguinte expressão:
P = W / t
Nesta expressão P é o poder, W é o trabalho e t é o tempo.
Se o que você deseja é calcular a potência instantânea, deve usar a seguinte fórmula:
Nesta fórmula ∆t é o incremento do tempo, F é a força ev é a velocidade.
A singularidade do poder no Sistema Internacional de Unidades é o joule por segundo (J / s), conhecido como watt (C) Também é bastante comum em certos contextos o uso de outras unidades como quilowatt (kW), cavalos de força (CV), entre outras..
Claro, o quilowatt é igual a 1000 watts. Por sua vez, a equivalência entre cavalos de força e watt é a seguinte:
1 CV = 745,35 W
Outra unidade de potência, embora seu uso seja muito menos comum, é o erg por segundo (erg / s), que equivale a 10-7 C.
É importante distinguir o quilowatt do quilowatt hora (kWh), pois este último é uma unidade de energia ou trabalho e não de potência.
Entre os diferentes tipos de poder existentes, alguns dos mais importantes são os que serão estudados a seguir..
A potência mecânica exercida sobre um sólido rígido é obtida fazendo-se o produto entre a força total resultante aplicada e a velocidade transmitida a esse corpo..
P = F ∙ v
Esta expressão é equivalente à expressão: P = W / t, e de fato é obtida a partir dela.
Caso ocorra também um movimento rotacional do sólido rígido e que, portanto, as forças exercidas sobre ele modifiquem sua velocidade angular, dando origem a uma aceleração angular, deve-se seguir o seguinte:
P = F ∙ v + M ∙ ω
Nesta expressão M é o momento resultante das forças aplicadas e ω é a velocidade angular do corpo.
A energia elétrica fornecida ou consumida por um componente elétrico é o resultado da divisão da quantidade de energia elétrica fornecida ou absorvida por esse componente e o tempo gasto com ele. É calculado a partir da seguinte expressão:
P = V ∙ I
Nesta equação, V é a diferença de potencial entre o componente e I é a intensidade da corrente elétrica que passa por ele.
No caso particular em que o componente é uma resistência elétrica, as seguintes expressões podem ser usadas para calcular a potência: P = R ∙ Idois = Vdois / R, onde R é o valor da resistência elétrica do componente em questão.
O poder calorífico de um componente é definido como a quantidade de energia dissipada ou liberada na forma de calor pelo referido componente em uma unidade de tempo. É calculado a partir da seguinte expressão:
P = E / t
Nesta expressão, E é a energia liberada na forma de calor.
A potência sonora é definida como a energia transportada por uma onda sonora em uma unidade de tempo através de uma determinada superfície.
Desta forma, a potência sonora depende da intensidade da onda sonora e da superfície atravessada por essa onda e é calculada por meio da seguinte integral:
PS = ⌠S euS ∙ d S
Neste Ps integral é a potência sonora da onda, Is é a intensidade do som da onda e dS é o diferencial de superfície cruzado pela onda.
A potência nominal é a potência máxima que uma máquina ou motor requer ou pode oferecer em condições normais de uso; ou seja, a potência máxima que a máquina ou motor pode suportar ou oferecer.
O termo nominal é usado porque esse poder em geral é usado para caracterizar a máquina, para nomeá-la.
Por outro lado, a potência real ou útil - isto é, a potência efetivamente utilizada, gerada ou utilizada pela máquina ou motor - é geralmente diferente da nominal, sendo geralmente inferior.
Você quer erguer um piano de 100 kg com uma grua até um sétimo andar que está a uma altura de 20 metros. Demora 4 segundos para o elevador levantar o piano. Calcule a potência do guindaste.
Para calcular a potência, a seguinte expressão é usada:
P = W / t
No entanto, antes de tudo é necessário calcular o trabalho realizado pelo guindaste.
W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19.600 N
Portanto, a potência do guindaste será:
P = 19.600 / 4 = 4.900 W
Calcule a potência dissipada por um resistor de 10 Ω se uma corrente de 10 A passar.
Neste caso, é necessário calcular a potência elétrica, para a qual se utiliza a seguinte fórmula:
P = R ∙ Idois = 10 ∙ 10dois = 1000 W
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