La potencia es la tasa a la que se realiza trabajo en un período determinado. Matemáticamente, la potencia es la relación trabajo/tiempo.
P = peso/t
Descripción: P = potencia (julios/segundo = vatios), W = trabajo (julios), t = intervalo de tiempo (segundos)
Según esta ecuación, se puede concluir que cuanto mayor sea la tasa de trabajo, mayor será la potencia. Por otro lado, cuanto menor sea la tasa de trabajo, menor será la potencia. La tasa de trabajo se refiere al ritmo al que se realiza el trabajo.
La potencia es una magnitud escalar. La unidad de potencia del SI es el julio por segundo. El julio por segundo equivale al vatio (abreviado como W), llamado así en homenaje a James Watt. La unidad de potencia del sistema imperial británico es el pie-libra por segundo.
Esta unidad es demasiado pequeña para fines prácticos, por lo que se utiliza la unidad mayor, el caballo de fuerza (abreviado como hp). Un caballo de fuerza = 550 libras-pie por segundo = 764 vatios = ¾ de kilovatio.
La cantidad de trabajo también se puede expresar en unidades de potencia x tiempo, por ejemplo, kilovatios-hora o kWh. Un kWh se refiere al trabajo realizado a una tasa constante de 1 kilovatio durante una hora.
1. Una persona de 50 kg sube corriendo las escaleras de 10 metros de altura en 2 minutos. La aceleración debida a la gravedad (g) es de 10 m/ s² . Determina la potencia.
Conocido :
Masa (m) = 50 kg
Altura (h) = 10 metros
Aceleración debida a la gravedad (g) = 10 m/ s²
Intervalo de tiempo ( t) = 2 minutos = 2 (60) = 120 segundos
Se busca : Energía (P)
solución:
Fórmula de potencia:
P=W/t
P = potencia , W = trabajo , t = tiempo
Fórmula de trabajo:
W = F s = wh = mgh
W = trabajo , F = fuerza , w = peso , d = desplazamiento , h = altura , m = masa, g = aceleración debida a la gravedad
W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 Julios.
P = W / t = 5000 / 120 = 41.7 Julios / seg.
2. Calcula la potencia requerida de una persona de 60 kg que trepa a un árbol de 5 metros de altura en 10 segundos. La aceleración debida a la gravedad es de 10 m/ s².
Conocido :
Masa (m) = 60 kg
Altura (h) = 5 metros s
Aceleración debida a la gravedad (g) = 10 m/ s²
Intervalo de tiempo (t) = 10 segundos
Se busca : Energía
solución:
Trabajar :
W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 julios
Energía:
P = W / t = 3000 / 10 = 300 Julios/seg.
3. Una comedia rotativa con una potencia de 300 vatios y un período de 5 minutos que gira 5 vueltas. La energía que utiliza es…
A. 15 kJ
B. 75 kJ
C. 90 kJ
D. 450 kJ
Conocido :
Potencia (P) = 300 vatios = 300 julios/segundo
Período (T) = 5 minutos = 5 (60 segundos) = 300 segundos
Número de rotaciones = 5
Se busca: Energía utilizada por la comedia rotativa
solución:
La respuesta correcta es la D.
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