Como calcular a potência de uma força?

Conceito e como calcular a Potência na Física

De todas as matérias vistas durante o colégio, nenhuma causa mais pânico e insegurança na maioria dos alunos do que a física. Mas, com um pouco de atenção e dedicação, os alunos começam a gostar da matéria. A física está relacionada com tudo: força, tempo, potência, e esta última é uma grande curiosidade desvendada pela física.

O que é Potência?

Podemos dizer que potência é a tamanho ou quantidade de trabalho, que na física significa a força e energia, realizada por uma unidade de tempo e que, na verdade, é o tempo despendido ou a velocidade realizada na mudança da energia em um sistema quando ele realiza um trabalho. Isso nos leva, então, a dizer que é, na verdade, a energia total gasta dividida pelo tempo em que essa energia foi realizada.

Mas se falarmos em Potência mecânica, teremos, então, o trabalho feito por uma máquina ou, até mesmo, indivíduo, por um período de tempo determinado, que nada mais é do que toda e qualquer força realizada por elemento mecânicos como engrenagens e alavancas, ou o contato com elas que é transmitido na hora de realizar.

Existe, ainda, a potência elétrica, que é o resultado entre a diferença de potencial com a corrente que circula nas extremidades de uma carga, que é a que mais vemos quando estudamos a matéria.

Nós ainda podemos calcular a potência do som, na qual é feito o cálculo na relação de um ponto em um círculo, marcado pelas distâncias entre esse ponto e a função da superfície e intensidade dela. Por exemplo, se A é um ponto e C a circunferência do círculo, a potência que vamos representar pela letra P nada mais é do que o resultado das suas distâncias em qualquer um dos pontos que sejam alienados ao A e, por isso, ela é constante.

A potências podem ser classificadas em suas unidades de acordo com 4 sistemas, o internacional é o watt que tem em seus múltiplos o megawatt, quilowatt, e por aí vai. Além disso, o voltampere, o CGS ou o sistema técnico de unidades. O CGS calcula por segundo o erg, que é o centímetro/grama/segundo. Já o sistema técnico usa como base a caloria internacional, também calculada por segundo.

Vale lembrar ainda que o watt pode se subdividir em outras unidades de medida como, por exemplo, o Nm/s ou Newton metro por segundo. A potência também pode ser medida em uma unidade de velocidade, ou seja, em metros por segundo que nesse caso deve ser combinada com uma unidade de força que na física é sempre medida em Newton. Essa unida é equiparada de 1 para 1.

Como calcular a potência

O cálculo da potência é feito por fórmulas nas quais a tensão elétrica é simbolizada pela letra E, e tem unidade de medida em Volt ou V. A corrente elétrica é representada por I e medida em ampere ou A. Já a potência de unidade watt ou W é representada pela letra P. A resistência elétrica é, então, representada por R e medida em ohm ou Ω e a energia elétrica Ee tem como unidade o joule J.

Para medir a energia elétrica, temos que levar em conta que os aparelhos recebem uma carga de energia que pode ser transformada em outras fontes de energia, como a energia do chuveiro que vem elétrica, mas é transformada em energia térmica. Por isso, a potência nada mais e do que a energia transformada em um período curto de tempo e que faz a potência do aparelho ser maior ou menor. Por isso, ela é retirada do cálculo entre a divisão da energia elétrica pelo intervalo de tempo da transformação em outra energia, mas, para isso, usamos a fórmula Pot = Ee / Δt. Podemos ainda encontrar a potência dissipada pelo aparelho, que é feita pela fórmula PD = r.i2.

Quando falamos de potência mecânica, podemos ver que ela pode ser instantânea ou média. A instantânea é a que calcula a potência em uma média de intervalo de tempo que é zero. Nesse caso, temos que considerar o ângulo formado entre a força e o deslocamento de uma partícula pelo seu cos.

Já a potência mecânica média é descoberta de acordo com o cálculo de uma força que é feita em um intervalo de tempo, e que acaba por resultando em um trabalho. Na física, a força é representada pelo símbolo da letra F com uma seta em cima, o trabalho é representado pela letra t, e o tempo pelo símbolo ∆t. A potência mecânica é ainda representada pelo Potm, e sua fórmula é a Potm= t/∆t.

A potência, portanto, é uma unidade física que consegue revelar a força que uma máquina pode realizar em um movimento, com ou sem ajuda mecânica e, ainda, nos dizer como é realizado o trabalho de transformação de energia elétrica em térmica, por exemplo.

Dois carros saem da praia em direção a serra (h=600m). Um dos carros realiza a viagem em 1hora, o outro demora 2horas para chegar. Qual dos carros realizou maior trabalho?

Nenhum dos dois. O Trabalho foi exatamente o mesmo. Entretanto, o carro que andou mais rápido desenvolveu uma Potência maior.

A unidade de potência no SI é o watt (W).

Além do watt, usa-se com frequência as unidades:

1kW (1 quilowatt) = 1000W

1MW (1 megawatt) = 1000000W = 1000kW

1cv (1 cavalo-vapor) = 735W

1HP (1 horse-power) = 746W

Potência Média

Definimos a partir daí potência média relacionando o Trabalho com o tempo gasto para realizá-lo:

Como sabemos que:

Então:

Potência Instantânea

Quando o tempo gasto for infinitamente pequeno teremos a potência instantânea, ou seja:

Exemplo:

Qual a potência média que um corpo desenvolve quando aplicada a ele uma força horizontal com intensidade igual a 12N, por um percurso de 30m, sendo que o tempo gasto para percorrê-lo foi 10s?

E a potência instantânea no momento em que o corpo atingir 2m/s?

O que é a potência de uma força?

Como fazer o cálculo de potência?

Quais as fórmulas da potência?

Como transformar força em potência?