Poder en Física es defineix com la taxa de temps de la quantitat d'energia convertida o transferida. En el sistema SI (o Sistema Internacional d'Unitats), Watt (W) és la unitat de poder. El watt és igual a un joule per segon. En estudis anteriors, de vegades s'anomena poder Activitat . La potència és una magnitud escalar. El poder és una funció de Feina feta , per tant, si una persona treballa a un ritme variable segons l'hora del dia, el seu poder també variarà.
Aprenem sobre la potència, la potència mitjana, les unitats de potència i altres en aquest article.
Taula de contingut
- Què és el poder?
- Fórmules de potència
- Unitats de potència
- Com mesurem la potència?
- Què és la potència?
- Potència mitjana
- Potència mecànica
- Poder Electric
- Càlcul del consum d'energia i energia
- Exemples resolts sobre potència
Què és el poder?
La potència és una magnitud física que mesura la velocitat de transferència d'energia . Per tant, es pot definir com la velocitat a la qual es fa el treball respecte al temps.
Per tant, la potència és la quantitat d'energia consumida per segon. La potència també es pot definir com la quantitat de força necessària per provocar un desplaçament unitari. La potència és una magnitud escalar i es denota amb P.
Per exemple, una bombeta amb una potència o potència més alta, com ara 100 W, il·lumina més llum que una bombeta de 10 W. Així, això implica que s'il·lumina més energia per la bombeta que consumeix més potència.
La imatge que es mostra a continuació representa un home aixecant un pes i mostrant el seu poder. Aquí el poder és el poder muscular.
Fórmules de potència
La potència es defineix com la velocitat de temps de feina feta per l'objecte, doncs, matemàticament això es pot donar per la fórmula de potència:
P = W ⁄ t
on,
W és el treball fet,
t és el temps pel qual es treballa, i
P és el guany o pèrdua de potència.
Per tant, l'anterior relació de poder s'anomena l'equació del temps de treball
El treball realitzat (W) per un objecte es pot definir com el producte de la força i el desplaçament de l'objecte, aleshores la fórmula de potència en termes de força ve donada per:
Com que, W = F × s
Per tant,
P = (F × s) ⁄ t
on,
F és la força requerida,
s és el desplaçament de l'objecte,
t és el temps necessari.
Altres fórmules de potència
Les altres fórmules per calcular la potència es discuteixen a continuació,
Com que, la velocitat de l'objecte, v = s / t
Llavors,
P = F × v
convertir la cadena en objecte jsonon,
F és la força requerida,
v és la velocitat de l'objecte.
Per tant, la relació anterior es coneix com a Equació força-velocitat
Unitats de potència
- La unitat SI de potència és Watt (W) els múltiples del qual són KW, MW, GW i Altres.
Un watt es defineix com, quan un cos fa un treball d'un joule en un segon, s'anomena Potència d'un watt .
1 watt (W) = 1 joule (J) / 1 segon (s)
- Una altra unitat de potència és Cavalls de potència (cv), on 1 CV = 746 W
- La fórmula dimensional de la potència és [ML 2 T -3 ]
Comprovar: Per què es diu cavalls de força
Com mesurem la potència?
La potència es mesura en diverses unitats i la unitat SI per mesurar la potència és el 'watt' representat pel símbol (W). Va rebre el nom d'un científic escocès James Watt que primer va tenir la idea de mesurar la potència.
La potència es calcula mitjançant la fórmula,
P = ΔE / Δt
on,
ΔE és el canvi d'energia
Δt és el temps que triga en segons
També es pot mesurar la potència Joule/s.
Què és la potència?
Curiosament, com el seu nom indica, la potència no té a veure amb els cavalls, és la unitat de mesura de la potència de qualsevol màquina o motor. Es denota amb 'hp'. Matemàticament és igual a,
1 CV = 736 watts
Generalment, el cavalls r o hp s'utilitza per mesurar la potència de sortida dels motors de cotxes i bicicletes. La imatge següent mostra la potència en cavalls de força.
Potència mitjana
Potència mitjana es defineix com la relació del treball net (total) realitzat en la quantitat total de temps. Així, la potència mitjana es dóna com,
Potència mitjana = Treball total realitzat / Temps total dedicat
o
P de = ΔW / ΔT
on,
P de és el poder mitjà,
ΔW és el treball total fet, i
ΔT és la quantitat total de temps que es triga.
En el cas que la velocitat de treball realitzada pel cos sigui uniforme o constant, la potència mitjana i instantània s'iguala.
Potència mecànica
En sistemes mecànics , la suma de forces i moviment es coneix com a potència. La potència és generalment el producte d'una força que actua sobre un objecte multiplicada per la seva velocitat, o el resultat del parell que actua sobre un eix multiplicat per la seva velocitat angular.
La derivada temporal del treball és una altra manera de definir la potència mecànica. Per tant, la potència mecànica ve donada per.
Potència mecànica = Força × velocitat
o
P m = F × v
Comprovar: Aplicacions de la vida real del parell
Poder Electric
La velocitat a la qual es canvia l'energia de l'energia elèctrica de les càrregues en moviment a una altra forma, expressada com a velocitat, per unitat de temps, es coneix com a potència elèctrica.
Matemàticament, l'energia elèctrica es defineix com la tensió del producte i el corrent que flueix, donada com:
P = V × I
D'acord amb Llei d'Ohm . V = I × R, per tant,
P = I 2 × R
o
P = V 2 / R
on,
P és l'energia elèctrica,
jo és el corrent que flueix,
R és la resistència i
EN és la tensió.
Comprovar: Energia elèctrica i potència
Càlcul del consum d'energia i energia
La potència i el consum d'energia es mesuren mitjançant una fórmula. D'acord amb això, multiplicar el nombre d'unitats de potència consumides en el període durant el qual s'ha consumit li dóna un consum energètic.
Per a més detalls , Unitat Comercial d'Energia Elèctrica
Per tant, la fórmula de consum d'energia o la fórmula de consum d'energia es poden indicar com:
E = P × (t/1000)
on,
- E és l'energia consumida o potència consumida
- P és el poder i
- t és el temps durant el qual es va consumir l'energia o energia.
L'energia consumida o la potència consumida es mesura generalment en Joules o quilowatts-hora (kWh).
També, comproveu
- Circuit elèctric
- Resistència
- Caiguda de tensió
Exemples resolts sobre potència
Exemple 1: Un nen empeny una caixa de 20 kg fins a una distància de 5 m durant 10 segons. Calcula la potència lliurada a la caixa.
Solució:
Donat,
Massa de la caixa, m = 20 kg
Desplaçament cobert, d = 5 m
Temps de desplaçament, t = 10 s
Pes de la caixa, F = mg = 20 × 10 N = 200 N
Treball fet pel nen, W = F d = 200 N × 5 J = 1000 J
Potència subministrada, P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s
Per tant, la potència lliurada a la caixa és 100 J/s .
punt java
Exemple 2: Es necessita una bomba per aixecar 500 kg d'aigua per minut d'un pou de 8 m de profunditat i expulsar-la amb una velocitat de 25 m/s. Calcula la potència de la bomba.
Solució:
Donat,
Massa de l'aigua, m = 500 kg
Alçada coberta, h = 8 m
Velocitat d'expulsió de l'aigua, v = 25 m/s
Temps de lliurament, t = 1 min = 60 s
L'energia total es converteix en treball,
W = E = m g h+(1/2) m v2
= (500×10×8)+(500×25×25)/2
= (40000+156250) J
= 196250 J
Potència lliurada,
P = W/t
= 196250 / 60
= 3271 W
Per tant, la potència subministrada per la bomba és 3271 W .
Exemple 3: un ascensor està dissenyat per aixecar una càrrega de 500 kg a través de 5 plantes d'un edifici amb una mitjana de 3 m per planta en 5 segons. Calcula la potència de l'ascensor.
Solució:
Donat:
Massa de la càrrega, m = 500 kg
Alçada total coberta, h = 5 × 3 m = 15 m
Temps trigat, t = 5 s
Potència subministrada per ascensor,
P = W ⁄ t = mgh ⁄ t
= (500 × 10 × 15) / 5 W
= 15000 W
= 1.5×104EN
Per tant, la potència de l'ascensor és 1.5×10 4 EN .
Exemple 4: Es necessita una força de 5 N per moure un cos sobre un sòl de fricció amb una velocitat constant de 5 m/s. Troba la potència generada per la força.
Solució:
Donat:
Velocitat del cos, v = 5 m/s
Força necessària per mantenir la velocitat, F = 5 N
Energia generada,
P = 5 × 5 W
= 25 W
Per tant, la potència generada per la força és 25 W
Poder - Preguntes freqüents
Què és el poder en física?
La potència és la quantitat d'energia consumida per segon. La potència també es pot definir com la quantitat de força necessària per provocar un desplaçament unitari.
Quina és la dimensió del poder a la física?
La potència es defineix com la taxa de treball realitzat. La fórmula de la dimensió del poder és [ML 2 T -3 ].
Com calcular la potència en física?
La potència es pot determinar amb la fórmula,
P = W ⁄ t
on
EN és la feina feta,
t és el Temps pel qual es treballa, i
P és el guany o pèrdua de potència.
Quina diferència hi ha entre el poder i l'energia?
L'energia es defineix com la capacitat de fer algun treball físic, per exemple, jugar, saltar, etc. No obstant això, la potència es defineix com la velocitat a la qual es transfereix l'energia o es completa el treball.
Què li passa a un cos sobre el qual es treballa?
L'esforç en un cos equival a un augment de l'energia del cos perquè el treball proporciona energia al cos. Si la força aplicada, en canvi, s'oposa al moviment de l'objecte, el treball es considera negatiu, cosa que suggereix que es retira energia de l'objecte.
El concepte de poder ens pot ajudar a descriure com es mouen els objectes?
El treball fet i el temps estan connectats a l'equació de potència. Com que les forces poden moure objectes i sabem que les forces fan un treball, podríem suposar que si entenem el poder, podem obtenir una idea de com es mou un cos a través del temps.