Poder na Física

Explicamos o que é 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. Quero dizer, é a quantidade de trabalho por unidade de tempo que algum objeto ou sistema produz.

A potencia se mide 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, esta unidade é substituída por cavalos de potência (HP).

A capacidade de compreender e medir a potência com precisão foi um fator determinante no desenvolvimento das primeiras máquinas a vapor, dispositivo sobre o qual se sustentou a Revolução Industrial. Hoje em dia, porém, está normalmente associado à electricidade e a outros tipos de recursos energéticos modernos, uma vez que também é pode designar a quantidade de energia transmitida.

Veja também: Mecânica na física

Tipos de energia

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 para o meio ambiente por unidade de tempo.
• Potência sonora. É entendida como a quantidade de energia que uma onda sonora transporta por unidade de tempo através de uma determinada superfície.

Mais em: Poder

Fórmulas de poder

A potência é calculada, em termos gerais, segundo 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 poder se expressa por sua própria formulação, por exemplo:

• Poder mecânico. P(t) = Fv, embora se houver 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 em que a resultante foi calculada e a velocidade angular do corpo.
• Potência elétrica. P(t) = Eu(t). V(t), onde I é a corrente que flui, medida em amperes, e V é a diferença de potencial (a queda de tensão) medida em volts. Se for um resistor em vez de um condutor elétrico, a fórmula a ser usada será P = I²R = V²/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 isso é indiferente aos graus de calor.
• Potência sonora. P_S =ʃEU_é dS, onde EU_é é a intensidade do som e dS é o elemento atingido pela onda.

Exemplos de poder

• Poder para mover uma massa

Queremos elevar 100 kg de materiais de construção até ao sétimo andar de um edifício em construção, ou seja, a cerca de 20 metros do solo. Queremos fazer isso com uma grua e em 4 segundos, por isso devemos descobrir a potência necessária da grua.

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 deverá ser de 4.900 W.

• Potência dissipada por uma resistência

Devemos calcular a quantidade de potência dissipada por uma resistência elétrica de 10 ohms, quando passamos por ela uma corrente de 10 amperes. Neste caso aplicamos a fórmula P = R x I²como segue: P = 10 x 10²o que resulta em uma potência dissipada de 1000 watts.

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Referências

• “Poder (física)” na Wikipedia.
• “O que é poder?” na Academia Khan.
• “Definición de potencia” en Fisicalab.
• “Poder” na Enciclopédia Britânica.