Poder: Definición y matemáticas

¿Qué es el poder?

En la época anterior a los automóviles, la gente viajaba en vehículos tirados por caballos. Pero, ¿por qué los caballos tiran de los carros en lugar de los perros? Un perro no sería tan efectivo como un caballo, pero aún peor podría ser algo como un gato. ¡Parece poco probable que llegarías muy lejos en un vehículo tirado por gatos si tuvieras la suerte de moverte! Sabemos que el vehículo tirado por caballos es la mejor opción porque un caballo es mucho más poderoso que un perro, que por supuesto es mucho más poderoso que un gato. Pero, ¿qué entendemos por «poder»? Bueno, el poder es la cantidad de trabajo realizado en el tiempo que lleva hacerlo. En otra lección, aprendimos que el trabajo es el desplazamiento de un objeto debido a la fuerza. Calculamos el trabajo multiplicando la cantidad de fuerza por la distancia que se mueve el objeto. En forma de ecuación, trabajo = fuerza x distancia . Levantar una barra por encima de la cabeza y empujar una caja por el suelo son ejemplos de trabajo porque se aplica una fuerza al objeto y el objeto se mueve a cierta distancia. La cantidad de trabajo realizado depende de la cantidad de fuerza y ​​de qué tan lejos se mueva el objeto. Pero sabes que empujar esa caja por el suelo rápidamente es más difícil que empujarla lentamente. Esto se debe a que el poder es diferente: la cantidad de tiempo en que se realiza ese trabajo. Entonces nuestro caballo es más poderoso porque, en la misma cantidad de tiempo, puede hacer más trabajo que el perro o el gato. También le tomaría al perro o al gato mucho más tiempo para hacer la misma cantidad de trabajo (tirar del vehículo) que el caballo más grande y poderoso. Puede ver cómo la energía depende tanto de la cantidad de trabajo realizado como del tiempo que lleva hacer ese trabajo. El doble de potencia puede provenir del mismo trabajo realizado pero dos veces más rápido, o puede ser el doble del trabajo realizado en la misma cantidad de tiempo.

Calcular la potencia

Dado que la potencia es la cantidad de trabajo realizado durante el tiempo que lleva hacerlo, podemos poner fácilmente este concepto en una ecuación viable: potencia = trabajo realizado / intervalo de tiempo . Para la potencia, utilizamos la unidad de vatio (W), que lleva el nombre del ingeniero escocés James Watt. ¿Ha oído hablar de «caballos de fuerza»? Bueno, ¡puedes agradecer a Watt por eso! Determinó que un caballo podía tirar con una fuerza de aproximadamente 180 libras y acuñó esta cantidad de trabajo realizado «1 caballo de fuerza». Un vatio también es un joule / segundo (J / s), ya que estamos dividiendo el trabajo realizado (que está en la unidad de joules) por el tiempo. Por lo tanto, se usa 1 vatio de potencia cuando se realiza 1 J de trabajo en 1 s. Debido a que esta es una medida bastante pequeña, es probable que esté más familiarizado con un kilovatio (kW), que es 1000 W, o un megavatio (MW), que es 1,000,000 W. Veamos algunos ejemplos de cómo calculamos la potencia. Supongamos que mueve un objeto de 10 N 5 m en un tiempo de 1 s, y desea saber cuánta potencia se necesita para esta actividad. ¡No tener miedo! Puede calcular esto fácilmente utilizando nuestro trabajo y nuestras ecuaciones de potencia. Sabemos que trabajo = fuerza x distancia y que potencia = trabajo realizado / intervalo de tiempo . Entonces, para comenzar, averigüemos cuánto trabajo se hizo. En este caso, la fuerza es de 10 N y la distancia es de 5 m. Entonces, nuestro trabajo realizado es 10 N x 5 m, o 50 julios (porque 1 J es 1 N * m). Usando esta información, ahora podemos calcular la potencia. Aquí, la potencia es de 50 J / 1 s, entonces 50 W. ¿Qué tal cuando haces algunas flexiones? Ciertamente estás trabajando porque estás desplazando parte de tu cuerpo con una fuerza. Digamos que haces 20 flexiones en 10 segundos, pero tu amigo hace las mismas 20 flexiones en la mitad del tiempo (5 segundos). En este escenario, ¿quién es más poderoso? Desafortunadamente, ¡tu amigo lo es! Esto se debe a que hizo la misma cantidad de trabajo en la mitad del tiempo, por lo que era dos veces más poderosa. Sin embargo, si ambos hacen sus flexiones en 10 segundos, pero hacen 40 en lugar de 20 (el doble de flexiones que su amigo), ahora sería el más poderoso porque hizo el doble de trabajo en el mismo intervalo de tiempo. . ¿Puede ver cómo el poder depende de la cantidad de trabajo realizado, del tiempo que se tarda en realizar el trabajo o de ambos? Hacer el doble de trabajo en la misma cantidad de tiempo significa el doble de potencia. Sin embargo, hacer la misma cantidad de trabajo dos veces más rápido también requiere el doble de potencia.

Resumen de la lección

La potencia es la cantidad de trabajo realizado en el tiempo que lleva hacerlo. Por tanto, depende de la cantidad de trabajo, el intervalo de tiempo o ambos. Hacer el doble de trabajo en la misma cantidad de tiempo significa el doble de potencia. Pero hacer la misma cantidad de trabajo en la mitad del tiempo también requiere el doble de potencia. Podemos calcular fácilmente la cantidad de energía si conocemos la cantidad de trabajo y el tiempo que lleva hacerlo. Escribimos esta ecuación como: potencia = trabajo realizado / intervalo de tiempo . Saber que trabajo = fuerza x distancia significa que también podemos calcular la cantidad de potencia si se nos da la fuerza (en Newtons) y la distancia de desplazamiento (en metros). La unidad estándar de potencia es el vatio, que es igual a 1 J / s, o hacer un julio de trabajo en un segundo.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección, tendrá la capacidad de:

• Definir poder y describir la relación entre trabajo, tiempo y poder.
• Identifica la fórmula para encontrar el poder.
• Recuerde la unidad utilizada para medir la potencia

Rodrigo Ricardo Editor y fundador