"poder" es uno de los muchos términos que se utilizan de manera general en el discurso cotidiano que tiene un significado muy específico en física. otros incluyen fuerza, masa, energía, corriente; la lista es casi infinita.
en el lenguaje físico, potencia es simplemente energía por unidad de tiempo, o alternativamente, trabajo por unidad de tiempo, ya que trabajo y energía se expresan en las mismas unidades, generalmente julios (j), que es la unidad si, o estándar internacional, pero también ergs o, en cálculos donde se considera el calor, calorías o btu. La energía, a su vez, es producto de la fuerza y la distancia. La fuerza, la unidad si para la cual es el newton, es el producto de la masa y la aceleración.
Todo esto es simplemente un fondo, sin embargo. a veces, necesitarás expresar poder en términos de calor al vincular estas diferentes unidades a través del tiempo, utilizando la multiplicación o la división. watts to btu es un ejemplo de dicha conversión.
derivaciones básicas
La fuerza, como se señaló, es el producto de la masa y la aceleración:
f = ma
aquí, en el esquema si, la fuerza tiene unidades de newtons, la masa se expresa en kilogramos y la aceleración se mide en metros por segundo al cuadrado, o m / s 2 .
cuando una fuerza actúa sobre un objeto y hace que se mueva, el producto de la fuerza aplicada y la distancia a la que se mueve el objeto es la energía necesaria para realizar el trabajo. la unidad si, el joule, se puede expresar para simplificar algunos cálculos como un medidor de newton.
Finalmente, la producción de energía por unidad de tiempo produce energía. de nuevo, si se adhieren a las unidades si, los julios divididos por segundos se reducen a otra unidad si, el vatio. por lo tanto, 1 vatio (w) es un joule de energía gastada en el transcurso de un segundo (1 j / s).
Energía y poder en el mundo cotidiano.
cuando encuentra una referencia a la potencia de, por ejemplo, un automóvil, está viendo una declaración formal de la potencia del motor de esa máquina. 1 caballo de fuerza (hp) es igual a 745.7 vatios. Dado que la potencia de los vehículos motorizados suele ser de cientos, se puede ver que, para los fines cotidianos, un vatio y, por extensión, un julio, no es una cantidad muy grande de potencia o energía, respectivamente.
como ejemplo, 1 julio es aproximadamente la cantidad de energía requerida para elevar un objeto de 100 gramos (0,1 kg), como una manzana, 1 metro hacia arriba contra la fuerza de gravedad que actúa en la dirección opuesta al trabajo realizado.
salida btu
btu, abreviatura de la unidad térmica británica, se define como la cantidad de calor (energía) requerida para elevar la temperatura de 1 libra de agua en 1 grado Fahrenheit. esto introduce una complicación en la mayoría de los problemas físicos, donde la masa se mide en kilogramos (o varias potencias de diez de kilogramos) y los grados se miden en grados centígrados, también llamados grados centígrados. 1 btu funciona a 1055.056 julios, o equivalentemente, 1 btu = 1055.056 vatios-segundos.
salida de calor
a veces, es útil para calcular la disipación de calor del consumo de energía en un hogar o en una oficina. las empresas de servicios públicos miden la cantidad de energía que utiliza una instalación, a menudo por mes, en kilovatios-hora o kwh. recordando que la potencia es energía por unidad de tiempo, se deduce que la energía es potencia multiplicada por el tiempo. los proveedores de servicios públicos utilizan kilovatios por hora en lugar de la unidad de vatios por segundo, o julios, para hacer que los números sean más cómodos de usar.
La conversión más fundamental entre una medida que involucra vatios, específicamente kwh y btu es:
1 kwh = 3,412 btu
Debido a que las unidades de watts y btu son diferentes, debe decidir el período de tiempo en el cual relacionar estas cantidades. Para más ejemplos, vea la página de rapidtables enlazada (bajo recursos).