Energia in Fisica è definita come la velocità temporale della quantità di energia convertita o trasferita. Nel sistema SI (o Sistema Internazionale di Unità), Watt (W) è l'unità di Potenza. Watt è pari a un joule al secondo. Negli studi precedenti, a volte viene chiamato potere Attività . La potenza è una grandezza scalare. Il potere è una funzione di Lavoro fatto , quindi se una persona lavora ad un ritmo variabile a seconda dell'ora del giorno, varierà anche il suo potere.
Impariamo a conoscere la potenza, la potenza media, le unità di potenza e altro in questo articolo.
Tabella dei contenuti
- Cos'è il potere?
- Formule di potere
- Unità di potenza
- Come misuriamo la potenza?
- Cos'è la potenza?
- Potenza media
- Potenza meccanica
- Energia elettrica
- Calcolo della potenza e del consumo energetico
- Esempi risolti sul potere
Cos'è il potere?
La potenza è una quantità fisica che misura la velocità di trasferimento dell'energia . Pertanto, può essere definito come la velocità con cui viene svolto il lavoro rispetto al tempo.
Pertanto, la potenza è la quantità di energia consumata al secondo. La potenza può anche essere definita come la quantità di forza necessaria per provocare lo spostamento di un'unità. La potenza è una quantità scalare ed è indicata con P.
Ad esempio, una lampadina con una potenza o un wattaggio maggiore, come 100 W, illumina più luce di una lampadina da 10 W. Quindi, ciò implica che più energia viene illuminata dalla lampadina che consuma più energia.
L'immagine riportata di seguito raffigura un uomo che solleva un peso e mostra il suo potere. Qui la potenza è quella muscolare.
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Formule di potere
La potenza è definita come la frequenza temporale di lavoro fatto dall'oggetto, quindi, matematicamente questo può essere dato dalla formula della potenza:
P = W ⁄ t
Dove,
W è il lavoro svolto,
t è il tempo per il quale viene svolto il lavoro, e
P è il guadagno o la perdita di potenza.
Perciò la suddetta relazione di Potenza è chiamata l’equazione del tempo di lavoro
Il lavoro svolto (W) da un oggetto può essere definito come il prodotto della forza per lo spostamento dell'oggetto, quindi la formula della potenza in termini di forza è data da-
Poiché W = F × s
Perciò,
P = (F × s) ⁄ t
Dove,
F è la forza richiesta,
s è lo spostamento dell'oggetto,
t è il tempo impiegato.
Altre formule di potere
Le altre formule per il calcolo della potenza sono discusse di seguito,
Poiché la velocità dell'oggetto, v = s / t
Poi,
P = F × v
Dove,
F è la Forza richiesta,
v è la velocità dell'oggetto.
Pertanto, la relazione di cui sopra è nota come Equazione forza-velocità
Unità di potenza
- L'unità SI della potenza è Watt (W) i cui multipli sono KW, MW, GW e altri.
Un Watt è definito come quando un corpo compie il lavoro di un joule in un secondo viene chiamato Potenza da un Watt .
1 Watt (W) = 1 Joule (J) / 1 Secondo (s)
- Un'altra unità di potenza è Potenza (CV), Dove 1 CV = 746 W
- La formula dimensionale per la potenza è [ML 2 T -3 ]
Controllo: Perché Horsepower si chiama così
Come misuriamo la potenza?
La potenza viene misurata in varie unità e l'unità SI per misurare la potenza è il 'watt' rappresentato dal simbolo (W). Prende il nome dallo scienziato scozzese Giacomo Watt che per primo ebbe l’idea di misurare la potenza.
La potenza viene calcolata utilizzando la formula,
P = ΔE / Δt
Dove,
ΔE è la variazione di energia
Δt è il tempo impiegato in secondi
Si può anche misurare la potenza Joule/sec.
Cos'è la potenza?
È interessante notare che, come suggerisce il nome, la potenza non ha nulla a che fare con i cavalli, è l'unità di misura della potenza di qualsiasi macchina o motore. È indicato con 'hp'. Matematicamente è uguale a
1 CV = 736 watt
In generale, il potenza r o cv viene utilizzato per misurare la potenza erogata dai motori di auto e biciclette. L'immagine seguente mostra la potenza in cavalli.
Potenza media
Potenza media è definito come il rapporto tra il lavoro netto (totale) svolto nel tempo totale. Pertanto la potenza media è data come,
Potenza media = Lavoro totale svolto / Tempo totale impiegato
O
P Di = ΔW / ΔT
Dove,
P Di è la potenza media,
ΔW è il lavoro totale svolto e
ΔT è il tempo totale impiegato.
Nel caso in cui la velocità di lavoro svolta dal corpo è uniforme o costante, la potenza media e quella istantanea diventano uguali.
Potenza meccanica
In sistemi meccanici , la somma delle forze e del movimento è detta potenza. La potenza è generalmente il prodotto di una forza che agisce su un oggetto moltiplicata per la sua velocità, o il risultato della coppia che agisce su un albero moltiplicata per la sua velocità angolare.
La derivata temporale del lavoro è un altro modo per definire la potenza meccanica. Quindi la potenza meccanica è data da.
Potenza meccanica = Forza × velocità
O
in grassetto il testo in cssP M = F × v
Controllo: Applicazioni della coppia nella vita reale
Energia elettrica
La velocità con cui l'energia passa dall'energia elettrica delle cariche in movimento ad un'altra forma, espressa come velocità, per unità di tempo, è nota come energia elettrica.
Matematicamente, la potenza elettrica è definita come la tensione prodotta e la corrente circolante, data come:
P = V × I
Secondo Legge di Ohm . V = I × R, quindi,
P = io 2 ×R
O
P = V 2 / R
Dove,
P è l'energia elettrica,
IO è la corrente che scorre,
R è la resistenza e
IN è la tensione.
Controllo: Energia elettrica e potenza
Calcolo della potenza e del consumo energetico
La potenza e il consumo energetico sono misurati da una formula. Secondo questo, moltiplicando il numero di unità di potenza consumate nel periodo in cui è stato consumato si ottiene il consumo di energia.
Per maggiori dettagli , Unità Commerciale di Energia Elettrica
Pertanto, la formula del consumo di energia o la formula del consumo di energia può essere definita come:
E = P × (t/1000)
Dove,
- E è l'energia consumata o la potenza consumata
- P è il potere e
- t è il tempo durante il quale è stata consumata la potenza o l'energia.
L'energia consumata o la potenza consumata viene generalmente misurata in Joule O kilowattora (kWh).
Inoltre, controlla
- Circuito elettrico
- Resistenza
- Caduta di tensione
Esempi risolti sul potere
Esempio 1: Un ragazzo spinge una scatola di 20 kg fino ad una distanza di 5 m per 10 secondi. Calcolare la potenza fornita alla scatola.
Soluzione:
Dato,
Massa della scatola, m = 20 kg
Dislocamento coperto, d = 5 m
forme normaliTempo di spostamento, t = 10 s
Peso della scatola, F = mg = 20 ×10 N = 200 N
Lavoro svolto dal ragazzo, W = F d = 200 N × 5 J = 1000 J
Potenza erogata, P = W ⁄ t = 1000 / (10 J/s) = 100 J/s
Quindi, la potenza erogata alla scatola è 100 J/s .
Esempio 2: Una pompa deve sollevare 500 kg di acqua al minuto da un pozzo profondo 8 m ed espellerla con una velocità di 25 m/s. Calcolare la potenza della pompa.
Soluzione:
Dato,
Massa dell'acqua, m = 500 kg
Altezza coperta, h = 8 m
Velocità di espulsione dell'acqua, v = 25 m/s
Tempo di consegna, t = 1 min = 60 s
L’energia totale viene convertita in lavoro,
W = E = m g h+(1/2) m v2
= (500×10×8)+(500×25×25)/2
= (40000+156250)J
=196250J
Potenza erogata,
P = W/t
= 196250/60
= 3271 W
Quindi la potenza erogata dalla pompa è 3271 W .
Esempio 3: Un ascensore è progettato per sollevare un carico di 500 kg attraverso 5 piani di un edificio con una distanza media di 3 m per piano in 5 secondi. Calcola la potenza dell'ascensore.
Soluzione:
Dato:
Massa del carico, m = 500 kg
Altezza totale coperta, h = 5 × 3 m =15 m
Tempo impiegato, t = 5 s
Potenza erogata dall'ascensore,
P = W ⁄ t = mgh ⁄ t
= (500 × 10 × 15) / 5 W
= 15000W
= 1,5×104IN
Quindi, la potenza dell'ascensore è 1,5×10 4 IN .
Esempio 4: Per spostare un corpo su un pavimento friabile con una velocità costante di 5 m/s è necessaria una forza di 5 N. Trova la potenza generata dalla forza.
Soluzione:
Dato:
Velocità del corpo, v = 5 m/s
Forza richiesta per mantenere la velocità, F = 5 N
ordinamento per inserimento in JavaPotenza generata,
P = 5 × 5 W
= 25 W
Quindi, la potenza generata dalla forza è 25 W
Potenza: domande frequenti
Cos'è il potere in fisica?
La potenza è la quantità di energia consumata al secondo. La potenza può anche essere definita come la quantità di forza necessaria per provocare lo spostamento di un'unità.
Qual è la dimensione del potere in fisica?
La potenza è definita come la velocità di lavoro svolto. La formula dimensionale del Potere è [ML 2 T -3 ].
Come calcolare la potenza in fisica?
La potenza può essere determinata dalla formula,
P = W ⁄ t
Dove
IN il lavoro è finito,
T è il tempo per il quale viene svolto il lavoro, e
P è il guadagno o la perdita di potere.
Qual è la differenza tra potenza ed energia?
L'energia è definita come la capacità di svolgere un lavoro fisico, ad esempio giocare, saltare, ecc. Tuttavia, la potenza è definita come la velocità con cui l'energia viene trasferita o il lavoro viene completato.
Cosa succede a un corpo su cui viene svolto un lavoro?
Lo sforzo su un corpo equivale ad un aumento dell’energia del corpo perché il lavoro fornisce energia al corpo. Se invece la forza applicata è in opposizione al movimento dell’oggetto, il lavoro viene considerato negativo, suggerendo che l’energia viene sottratta all’oggetto.
Può il concetto di potere aiutarci a descrivere come si muovono gli oggetti?
Il lavoro svolto e il tempo sono collegati nell'equazione della potenza. Poiché le forze possono muovere gli oggetti e sappiamo che le forze eseguono lavoro, potremmo supporre che comprendendo il potere possiamo ottenere informazioni su come un corpo si muove nel tempo.