Il potere fisico si riferisce alla quantità di lavoro svolto (o di energia consumata) per unità di tempo. La potenza è una grandezza scalare, la sua unità di misura nel Sistema internazionale di unità è il joule al secondo (J / s), noto come il watt in onore di James Watt.
Un'altra unità di misura abbastanza comune è la potenza tradizionale. In fisica, vengono studiati diversi tipi di potenza: potenza meccanica, potenza sonora, potenza termica, tra gli altri. In generale c'è un'idea intuitiva del significato di potenza. Di solito è associato a una maggiore potenza, un maggiore consumo.
Quindi, una lampadina consuma più energia elettrica se la sua potenza è maggiore; lo stesso vale per un asciugacapelli, un termosifone o un personal computer.
Per questo motivo è necessario comprenderne bene il significato, i diversi tipi di poteri che esistono e capire come viene calcolato e quali sono i rapporti tra le sue unità di misura più comuni..
Indice articolo
Per definizione, per calcolare la potenza consumata o fornita in un intervallo di tempo, viene utilizzata la seguente espressione:
P = W / t
In questa espressione P è la potenza, W è il lavoro et è il tempo.
Se quello che vuoi è calcolare la potenza istantanea, devi usare la seguente formula:
In questa formula ∆t è l'incremento del tempo, F è la forza ev è la velocità.
L'unicità del potere nel Sistema Internazionale di Unità è il joule al secondo (J / s), noto come watt (W). È anche abbastanza comune in determinati contesti utilizzare altre unità come kilowatt (kW), potenza (CV), tra gli altri..
Ovviamente il chilowatt equivale a 1000 watt. Da parte sua, l'equivalenza tra potenza e watt è la seguente:
1 CV = 745,35 W.
Un'altra unità di potenza, sebbene il suo utilizzo sia molto meno comune, è l'erg al secondo (erg / s), che è equivalente a 10-7 W.
È importante distinguere il kilowatt dal kilowattora (kWh), poiché quest'ultimo è un'unità di energia o lavoro e non di potenza.
Tra i diversi tipi di potere esistenti, alcuni dei più importanti sono quelli che verranno studiati di seguito..
La potenza meccanica esercitata su un solido rigido si ottiene realizzando il prodotto tra la forza risultante totale applicata e la velocità trasmessa a tale corpo.
P = F ∙ v
Questa espressione è equivalente all'espressione: P = W / t, e infatti è ottenuta da essa.
Nel caso in cui si verifichi anche un movimento rotatorio del solido rigido e che, quindi, le forze esercitate su di esso ne modifichino la velocità angolare, dando luogo ad un'accelerazione angolare, occorre seguire quanto segue:
P = F ∙ v + M ∙ ω
In questa espressione M è il momento risultante dalle forze applicate e ω è la velocità angolare del corpo.
La potenza elettrica fornita o consumata da un componente elettrico è il risultato della divisione della quantità di energia elettrica erogata o assorbita da detto componente e il tempo trascorso su di esso. Viene calcolato dalla seguente espressione:
P = V ∙ I
In questa equazione V è la differenza di potenziale attraverso il componente e I è l'intensità della corrente elettrica che lo attraversa.
Nel caso particolare che il componente sia una resistenza elettrica, per calcolare la potenza si possono utilizzare le seguenti espressioni: P = R ∙ IDue = VDue / R, dove R è il valore della resistenza elettrica del componente in questione.
Il potere calorifico di un componente è definito come la quantità di energia dissipata o rilasciata sotto forma di calore da detto componente in un'unità di tempo. Viene calcolato dalla seguente espressione:
P = E / t
In questa espressione E è l'energia rilasciata sotto forma di calore.
La potenza sonora è definita come l'energia trasportata da un'onda sonora in un'unità di tempo attraverso una certa superficie.
In questo modo la potenza sonora dipende sia dall'intensità dell'onda sonora che dalla superficie percorsa da tale onda e viene calcolata mediante il seguente integrale:
PS = ⌠S ioS ∙ d S
In questo integrale Ps è la potenza sonora dell'onda, Is è l'intensità sonora dell'onda e dS è il differenziale superficiale attraversato dall'onda.
La potenza nominale è la potenza massima che una macchina o un motore richiede o può offrire in normali condizioni di utilizzo; ovvero la potenza massima che la macchina o il motore può supportare o offrire.
Il termine nominale è usato perché quel potere in generale è usato per caratterizzare la macchina, per nominarla.
D'altra parte, la potenza reale o utile, ovvero la potenza effettivamente utilizzata, generata o utilizzata dalla macchina o dal motore, è generalmente diversa da quella nominale, essendo solitamente inferiore.
Vuoi sollevare un pianoforte da 100 kg con una gru a un settimo piano che si trova ad un'altezza di 20 metri. Ci vogliono 4 secondi perché l'ascensore sollevi il piano. Calcola la potenza della gru.
Per calcolare la potenza viene utilizzata la seguente espressione:
P = W / t
Tuttavia, prima di tutto è necessario calcolare il lavoro svolto dalla gru.
W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19.600 N
Pertanto, la potenza della gru sarà:
P = 19.600 / 4 = 4900 W.
Calcola la potenza dissipata da una resistenza da 10 Ω se passa una corrente di 10 A..
In questo caso, è necessario calcolare la potenza elettrica, per la quale viene utilizzata la seguente formula:
P = R ∙ IDue = 10 ∙ 10Due = 1000 W
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.