Vă explicăm ce este puterea în fizică, tipurile care există și diverse exemple. De asemenea, formulele pentru a-l calcula.
Ce este puterea în fizică?
În fizică, puterea (reprezentată prin simbol P) este o cantitate specificată de loc de munca efectuat într-un fel într-o unitate de vreme determinat. Cu alte cuvinte, este cantitatea de muncă pe unitatea de timp pe care o produce un obiect sau sistem.
Puterea se măsoară în wați (W), o unitate care aduce un omagiu inventatorului scoțian James Watt și echivalează cu un joule (J) de lucru realizat de al doilea (s), adică:
W = J/s
În sistemul anglo-saxon de măsurători, această unitate este înlocuită cu caii de forta (hp).
Capacitatea de a înțelege și măsura puterea cu precizie a fost un factor determinant în dezvoltarea primelor mașini cu abur, un dispozitiv pe care Revolutia industriala. În zilele noastre, pe de altă parte, este de obicei asociat cu electricitate si un alt tip de resurse energetice modern, deoarece puteți desemna și cantitatea de Energie transmis.
Tipuri de putere
Există următoarele tipuri de putere:
- Putere mecanică Ceea ce derivă din aplicarea unei forțe asupra unui solid rigid sau a unui solid deformabil.
- Energie electrică. În loc de muncă, se referă la cantitatea de energie transmisă pe unitatea de timp în a sistem sau circuit.
- Putere de incalzire. Se referă la cantitatea de căldură că un corp eliberează mediu inconjurator pe unitatea de timp.
- Puterea sunetului. Este înțeleasă ca cantitatea de energie pe care o undă sonoră o transportă pe unitatea de timp printr-o suprafață dată.
Formule de putere
Puterea se calculează, în termeni generali, după următoarea formulă:
P = ΔE / Δt
ΔE reprezintă schimbarea energiei sau schimbarea muncii.
Δt reprezintă timpul măsurat în secunde.
Cu toate acestea, fiecare tip de potență este exprimat prin propria sa formulă, de exemplu:
- Putere mecanică P (t) = F.v, deși dacă există o rotație a solidului și forțele aplicate îi modifică viteza unghiulară, vom folosi în schimb P (t) = F.v + M.ω. F și M vor fi forța rezultantă și respectiv momentul rezultant; în timp ce V și ω vor fi viteza punctului peste care a fost calculată rezultanta și viteza unghiulară a corpului.
- Energie electrică. P (t) = I (t). V (t), unde I este curentul care curge, măsurat în amperi, și V este diferența de potențial (scăderea în Voltaj) măsurată în volți. În cazul unui rezistenta În locul unui conductor de electricitate, formula care va fi folosită va fi P = I2R = V2 / R, unde R este rezistența materialului, măsurată în ohmi.
- Putere de incalzire. P = E / t, unde E este energia termică furnizată, măsurată în jouli (J). Observați cum acest lucru este indiferent la grade de căldură.
- Puterea sunetului. PS = ʃEste dS, unde eus este intensitatea sunetului și dS elementul atins de val.
Exemple de putere
- Puterea de a muta o masă
Dorim să ridicăm 100 kg de materiale de construcție la etajul șapte al unei clădiri în construcție, adică la aproximativ 20 de metri de eu de obicei. Vrem să o facem folosind o macara și în 4 secunde de timp, așa că trebuie să aflăm puterea necesară a acesteia.
Pentru a folosi formula P = w / t, trebuie să calculăm mai întâi munca efectuată de macara.
Pentru asta folosim formula W = F. d. cos a = 100 x 9,8 x 20 x 1 = 19.600 N. Atunci: P = 19.600 N / 4 s, adică puterea macaralei trebuie să fie de 4900 W.
- Putere disipând un rezistor
Trebuie să calculăm cantitatea de putere pe care o disipă o rezistență electrică de 10 ohmi, atunci când o încrucișăm cu un actual 10 amperi. În acest caz aplicăm formula P = R x I2, astfel: P = 10 x 102, din care rezultă o putere disipată de 1000 wați.