Fuerza En Física se define como la tasa temporal de la cantidad de energía convertida o transferida. En el sistema SI (o Sistema Internacional de Unidades), Vatios (W) es la unidad de potencia. Watt es igual a un julio por segundo. En estudios anteriores, el poder a veces se denomina Actividad . La potencia es una cantidad escalar. El poder es una función de Trabajo hecho , por lo tanto si una persona trabaja a un ritmo variable según la hora del día, su potencia también variará.
Aprendamos sobre potencia, potencia promedio, unidades de potencia y otros en este artículo.
Tabla de contenidos
- ¿Qué es el poder?
- Fórmulas de poder
- Unidades de potencia
- ¿Cómo medimos el poder?
- ¿Qué son los caballos de fuerza?
- Energía promedio
- Potencia mecánica
- Energía eléctrica
- Calcular el consumo de energía y potencia
- Ejemplos resueltos sobre potencia
¿Qué es el poder?
La potencia es una cantidad física que es una medida de la tasa de transferencia de energía. . Por tanto, se puede definir como la velocidad a la que se realiza el trabajo con respecto al tiempo.
Por tanto, la potencia es la cantidad de energía consumida por segundo. La potencia también se puede definir como la cantidad de fuerza necesaria para provocar una unidad de desplazamiento. La potencia es una cantidad escalar y se denota por P.
Por ejemplo, una bombilla de mayor potencia o vataje, como 100 W, ilumina más que una bombilla de 10 W. Por lo tanto, esto implica que la bombilla ilumina más energía y consume más energía.
La imagen que aparece a continuación muestra a un hombre levantando una pesa y mostrando su poder. Aquí el poder es poder muscular.
Fórmulas de poder
La potencia se define como la tasa de tiempo de trabajo hecho por el objeto, entonces, matemáticamente esto puede estar dado por la fórmula de potencia:
PAG = W ⁄ t
dónde,
W es el Trabajo realizado,
t es el tiempo durante el cual se realiza el trabajo, y
P es la ganancia o pérdida de potencia.
Por lo tanto, la relación de poder anterior se llama la ecuación del tiempo de trabajo
El trabajo realizado (W) por un objeto se puede definir como el producto de la fuerza y el desplazamiento del objeto, luego la fórmula de potencia en términos de fuerza viene dada por-
Dado que W = F × s
Por lo tanto,
PAG = (F × s) ⁄ t
dónde,
F es la fuerza requerida,
s es el desplazamiento del objeto,
t es el tiempo necesario.
Otras fórmulas de poder
Las otras fórmulas para calcular la potencia se analizan a continuación,
Dado que, la velocidad del objeto, v = s / t
Entonces,
P = F × v
dónde,
F es la fuerza requerida,
v es la velocidad del objeto.
Por lo tanto, la relación anterior se conoce como Ecuación fuerza-velocidad
Unidades de potencia
- La unidad SI de potencia es Watt (W), cuyos múltiplos son KW, MW, GW y otros.
Un Watt se define como, cuando un cuerpo realiza un trabajo de un julio en un segundo se llama Potencia de un vatio .
1 vatio (W) = 1 julio (J) / 1 segundo (s)
- Otra unidad de potencia es Caballos de fuerza (hp), dónde 1 CV = 746 vatios
- La fórmula dimensional para la potencia es [ML 2 t -3 ]
Controlar: ¿Por qué se llama así a los caballos de fuerza?
¿Cómo medimos el poder?
La potencia se mide en varias unidades y la unidad SI para medir la potencia es el 'vatio' representado por el símbolo (W). Lleva el nombre del científico escocés. James Watt a quien se le ocurrió por primera vez la idea de medir la potencia.
La potencia se calcula mediante la fórmula,
P = ΔE / Δt
dónde,
ΔE es el cambio de energía
Δt es el tiempo tomado en segundos
La potencia también se puede medir en Julios/seg.
¿Qué son los caballos de fuerza?
Curiosamente, como sugiere el nombre, los caballos de fuerza no tienen nada que ver con los caballos, son la unidad de medida de la potencia de cualquier máquina o motor. Se denota por 'hp'. Es matemáticamente igual a,
1 CV = 736 vatios
Generalmente, el caballos de fuerza r o caballos de fuerza Se utiliza para medir la potencia de los motores de coches y bicicletas. La siguiente imagen muestra la potencia en Caballos de fuerza.
Energía promedio
Energía promedio se define como la relación entre el trabajo neto (total) realizado en la cantidad total de tiempo. Por lo tanto, la potencia promedio viene dada como,
Potencia promedio = Trabajo total realizado / Tiempo total empleado
o
PAG de = ΔW / ΔT
dónde,
PAG de es la potencia media,
ΔW es el trabajo total realizado, y
ΔT es la cantidad total de tiempo empleado.
En el caso de que la tasa de trabajo realizado por el cuerpo sea uniforme o constante, entonces la potencia promedio y la instantánea se vuelven iguales.
Potencia mecánica
En sistemas mecánicos , la suma de fuerzas y movimiento se conoce como potencia. La potencia es generalmente el producto de una fuerza que actúa sobre un objeto multiplicada por su velocidad, o el resultado del par que actúa sobre un eje multiplicado por su velocidad angular.
La derivada del trabajo en el tiempo es otra forma de definir la potencia mecánica. Por tanto, la potencia mecánica está dada por.
Potencia mecánica = Fuerza × velocidad
o
PAG metro = F×v
Controlar: Aplicaciones de torsión en la vida real
Energía eléctrica
La velocidad a la que la energía cambia de la energía eléctrica de las cargas en movimiento a otra forma, expresada como una velocidad por unidad de tiempo, se conoce como energía eléctrica.
Matemáticamente, la potencia eléctrica se define como el voltaje del producto y la corriente que fluye, dado como:
P = V×I
De acuerdo a Ley de Ohm . V = I × R, por lo tanto,
P = yo 2 ×R
o
P = V 2 /R
dónde,
PAG es la energía eléctrica,
I es la corriente que fluye,
R es la resistencia y
EN es el voltaje.
Controlar: Energía Eléctrica y Potencia
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Calcular el consumo de energía y potencia
El consumo de potencia y energía se mide mediante una fórmula. Según esto, multiplicar el número de unidades de energía consumidas dentro del período en el que se ha consumido da como resultado el consumo de energía.
Para más detalles , Unidad Comercial de Energía Eléctrica
Por lo tanto, la fórmula del consumo de energía o la fórmula del consumo de energía se puede expresar como:
E = P × (t/1000)
dónde,
- E es la energía consumida o potencia consumida.
- P es la potencia y
- t es el tiempo durante el cual se consumió la potencia o energía.
La energía consumida o potencia consumida generalmente se mide en Julios o kilovatios-hora (kWh).
Además, consulte
- Circuito electrico
- Resistencia
- Caída de voltaje
Ejemplos resueltos sobre potencia
Ejemplo 1: Un niño empuja una caja de 20 kg hasta una distancia de 5 m durante 10 segundos. Calcule la potencia entregada a la caja.
Solución:
Dado,
Masa de la caja, m = 20 kg
Desplazamiento cubierto, d = 5 m
Tiempo de desplazamiento, t = 10 s
Peso de la caja, F = mg = 20 ×10 N = 200 N
Trabajo realizado por el niño, W = F d = 200 N ×5 J = 1000 J
Potencia entregada, P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s
Por lo tanto, la potencia entregada a la caja es 100 J/s .
Ejemplo 2: Se requiere una bomba para levantar 500 kg de agua por minuto de un pozo de 8 m de profundidad y expulsarla con una velocidad de 25 m/s. Calcule la potencia de la bomba.
Solución:
Dado,
Masa del agua, m = 500 kg
Altura cubierta, h = 8 m
Velocidad de expulsión del agua, v = 25 m/s
Tiempo de entrega, t = 1 min = 60 s
La energía total se convierte en trabajo,
W = mi = m g h+(1/2) m v2
= (500×10×8)+(500×25×25)/2
= (40000+156250)J
=196250J
potencia entregada,
P = W/t
= 196250 / 60
= 3271W
Por lo tanto, la potencia entregada por la bomba es 3271 O .
Ejemplo 3: Un ascensor está diseñado para elevar una carga de 500 kg a través de 5 pisos de un edificio con un promedio de 3 m por piso en 5 segundos. Calcula la potencia del ascensor.
Solución:
Dado:
Masa de la carga, m = 500 kg
Altura total cubierta, h = 5 × 3 m = 15 m
Tiempo necesario, t = 5 s
Energía entregada por ascensor,
P = W ⁄ t = mgh ⁄ t
= (500 × 10 × 15) / 5W
= 15000W
= 1.5×104EN
Por tanto, la potencia del ascensor es 1.5×10 4 EN .
Ejemplo 4: Se requiere una fuerza de 5 N para mover un cuerpo sobre un piso de fricción con una velocidad constante de 5 m/s. Encuentra la potencia generada por la fuerza.
Solución:
Dado:
Velocidad del cuerpo, v = 5 m/s
Fuerza requerida para mantener la velocidad, F = 5 N
energía generada,
uri frente a URLP = 5 × 5 W
= 25W
Por lo tanto, la potencia generada por la fuerza es 25W
Energía – Preguntas frecuentes
¿Qué es el poder en física?
La potencia es la cantidad de energía consumida por segundo. La potencia también se puede definir como la cantidad de fuerza necesaria para provocar una unidad de desplazamiento.
¿Cuál es la dimensión del poder en física?
La potencia se define como la tasa de trabajo realizado. La fórmula de dimensión del poder es [ML 2 t -3 ].
¿Cómo calcular la potencia en física?
La potencia se puede determinar mediante la fórmula,
PAG = W ⁄ t
dónde
EN es el Trabajo hecho,
t es el tiempo durante el cual se realiza el trabajo, y
PAG es la ganancia o pérdida de poder.
¿Cuál es la diferencia entre potencia y energía?
La energía se define como la capacidad de realizar algún trabajo físico, por ejemplo, jugar, saltar, etc. Sin embargo, la potencia se define como la velocidad a la que se transfiere la energía o se completa el trabajo.
¿Qué le sucede a un cuerpo sobre el que se realiza trabajo?
El esfuerzo sobre un cuerpo equivale a un aumento de la energía del cuerpo porque el trabajo entrega energía al cuerpo. Si la fuerza aplicada, por otro lado, está en oposición al movimiento del objeto, el trabajo se considera negativo, lo que sugiere que se retira energía del objeto.
¿Puede el concepto de poder ayudarnos a describir cómo se mueven los objetos?
El trabajo realizado y el tiempo están relacionados en la ecuación de potencia. Dado que las fuerzas pueden mover objetos y sabemos que las fuerzas realizan un trabajo, podríamos suponer que al comprender el poder, podemos comprender cómo se mueve un cuerpo a través del tiempo.