Potência

A potência é dada por P = W t {\displaystyle P={\frac {W}{t}}} . Onde W = trabalho realizado e t = tempo com que se executa o trabalho. Variação de energia é a energia que mudou de natureza ou transitou para outro local. Na mecânica clássica a potência também pode ser entendida como sendo a força multiplicada pela velocidade. A variação de energia recebe diversos nomes, quando se refere a tipos específicos de energia: Potência: sabendo a força aplicada (constante) e a velocidade da partícula: P = δ W δ t = δ ( F ⋅ x ) δ t = F δ x δ t = F ⋅ v {\displaystyle P={\frac {\delta W}{\delta t}}={\frac {\delta (F\cdot x)}{\delta t}}=F{\frac {\delta x}{\delta t}}=F\cdot v}

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No SI, a unidade de potência é o W (watt), dimensionalmente igual a joule por segundo (J.s-1). Usam-se-lhe, conforme a ordem de grandeza, submúltiplos e múltiplos, como, por exemplo, miliwatt, mW (10-3 W) e quilowatt, kW (103 W), entre tantas. Pode-se utilizar estas unidades multiplicadas por hora. O kWh (quilowatt-hora),que por definição é a energia correspondente à potência de 1 kW aplicada durante uma hora. Esta unidade é comumente utilizada na medição de energia elétrica. Ainda se usam, conquanto apenas por motivos histórico-práticos, unidades não-oficiais como cavalo-vapor, cv (735,5 W), horse power, hp (746,6 W) e outras unidades híbridas.

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A potência consumida ou dissipada por um ser humano é em torno de 100 watts, variando de 85 W durante o sono a 800 W ou mais enquanto pratica desporto. Ciclistas profissionais tiveram medições de 2 000 W de potência realizada por curtos períodos de tempo.

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A potência fornecida por um motor alternativo (P) pode ser obtida a partir do seu torque (T) e da sua rotação (n): Potência em CV: P = 2 π n ⋅ T 60 ⋅ 75 {\displaystyle P={\frac {2\pi n\cdot T}{60\cdot 75}}} onde P [cv] , T [kgf.m], n [rpm]. Potência em kW: P = 2 π n ⋅ T ⋅ 0 , 73549875 60 ⋅ 75 {\displaystyle P={\frac {2\pi n\cdot T\cdot 0,73549875}{60\cdot 75}}} onde P [kW], T [kgf.m], n [rpm]. Potência em kW: P = 2 π n ⋅ T 60 ⋅ 1000 {\displaystyle P={\frac {2\pi n\cdot T}{60\cdot 1000}}} onde P [kW], T [N.m], n [rpm]. Potência em kW: P = n ⋅ T 9549 , 29658548 {\displaystyle P={\frac {n\cdot T}{9549,29658548}}} onde P [kW], T [N.m], n [rpm]. Adicionando as unidades (velocidade angular em hertz ou rotações por segundo, rps):

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Chama-se potência específica ou potência mássica a potência por unidade de massa do sistema relativamente ao qual é calculada. Dimensionalmente, no Sistema Internacional de Unidades, exprime-se em watt por quilograma (W.kg-1).

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A potência média é dada em um certo intervalo de tempo (t). Para se obter a potência média é necessário que haja o trabalho total (W) e o tempo (t). Após isso, divide-se um pelo outro, encontrando: P m = W t {\displaystyle P_{m}={\frac {W}{t}}} . Esta é uma maneira alternativa de se encontrar a potência média.

Em um gráfico que represente a potência em função do tempo, a área sob a curva é numericamente igual ao trabalho W {\displaystyle W} realizado no intervalo de tempo Δ t {\displaystyle \Delta t} . Essa afirmação é válida tanto para o caso particular em que a potência for constante, quanto para o caso geral em que for variável. Quando a potência for constante, P = W Δ t {\displaystyle P={\frac {W}{\Delta t}}} W = P ⋅ Δ t {\displaystyle W=P\cdot \Delta t} . Quando for variável, o trabalho é dado por W = ∫ t 1 t 2 P d t {\displaystyle W=\int _{t_{1}}^{t_{2}}P\,dt} .

Considerando uma força constante F → {\displaystyle {\overrightarrow {F}}} que atua num corpo durante um intervalo de tempo, no qual o deslocamento é d → {\displaystyle {\overrightarrow {d}}} , como observado na Figura ao lado. Assim, a potência média da força pode ser escrita como: P m = W Δ t {\displaystyle P_{m}={\frac {W}{\Delta t}}} = F d cos ⁡ θ Δ t {\displaystyle {\frac {Fd\cos \theta }{\Delta t}}} P m = F ⋅ v m cos ⁡ θ {\displaystyle P_{m}=F\cdot v_{m}\cos \theta } Onde: v m {\displaystyle v_{m}} é o modulo da velocidade média. A potência instantânea é a taxa da variação instantânea com a qual o trabalho e realizado. Em geral, o cálculo da potência instantânea é complexo. No entanto, quando a potência é constante, seu valor pode ser calculado pela mesma fórmula para o calculo da potencia media: P = d W d t {\displaystyle P={\frac {dW}{dt}}} Pode-se expressar a taxa com a qual uma força realiza trabalho sobre uma partícula, ou um objeto que se comporta como partícula, em termos da velocidade e de força. Para uma partícula que se move em linha reta, sob a ação de uma força F → {\displaystyle {\overrightarrow {F}}} que faz um ângulo θ {\displaystyle \theta } com a direção do movimento da partícula, temos:

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A potência elétrica pode ser definida pelo produto entre a corrente e e a tensão medida entre dois pontos onde circula uma corrente elétrica. Existem dois tipos de corrente elétrica, que são a corrente continua, sendo caracterizada como tendo um valor constante em relação ao tempo, e também a corrente alternada, que varia o seu valor de modo senoidal com o tempo. Para uma corrente alternada trifásica, sendo uma carga alimentada por três condutores, estando a corrente alternada em equilíbrio, a potência ativa fornecida é dada por: P e l = 3 V I cos ⁡ ϕ {\displaystyle P_{el}={\sqrt {3}}\,V\,I\,\cos \phi } . Nessa expressão, V {\displaystyle V} e I {\displaystyle I} representam, respectivamente, a tensão entre as fases e a corrente presente em uma das fases. cos ⁡ ϕ {\displaystyle \cos \phi } é o chamado fator de potência. Em relação à corrente alternada, a potência pode ser decomposta em duas componentes: a potência ativa, relacionada com as cargas de caráter resistivo, e a potência reativa, que decorre da formação periódica dos campos magnético e elétrico no circuito.

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Potência pode estar relacionado a qualquer processo em que haja fluxo de energia. Em um sistema no qual se fornece (ou recebe) energia Δ E {\displaystyle \Delta E} , em um intervalo de tempo Δ t {\displaystyle \Delta t} , a potência média fornecida(ou recebida) pelo sistema pode ser dado por: P m = Δ E Δ t {\displaystyle P_{m}={\frac {\Delta E}{\Delta t}}}