Potencia (física)

Potencia (física)

En física, potencia (símbolo P)[1] es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Si ΔW es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación:

\bar{P} \equiv \left\langle P\right\rangle = \frac{\Delta W}{\Delta t}

La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el intervalo de tiempo Δt se aproxima a cero.

P(t) = \lim_{\Delta t\rightarrow 0} \frac{\Delta W}{\Delta t}\ = \frac{dW}{dt} \,

Donde

Contenido

Potencia mecánica

La potencia mecánica es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas físicas de contacto o elementos mecánicos asociados como palancas, engranajes, etc. El caso más simple es el de una partícula libre sobre la que actúa una fuerza variable. De acuerdo con la mecánica clásica, el trabajo neto realizado sobre la partícula es igual a la variación de su energía cinética (energía de movimiento), por lo que la potencia desarrollada por la fuerza es:

P=\frac{dW}{dt} = \frac{d}{dt}\left( \frac{1}{2}mv^2\right) = \frac{1}{2}\frac{d}{dt}\left(m\mathbf{v}\cdot\mathbf{v}\right) = \frac{d}{dt}\left(m\mathbf{v}\right)\cdot\mathbf{v} = \mathbf{F}\cdot\mathbf{v}

Donde:

\mathbf{m} es la masa de la partícula.
\mathbf{F} es la fuerza resultante que actúa sobre la partícula.
\mathbf{v} es la velocidad de la partícula.

En sistemas mecánicos más complejos con elementos rotativos alrededor de un eje fijo y donde el momento de inercia permanece constante, la potencia mecánica puede relacionarse con el par motor y la velocidad angular. De acuerdo con la mecánica clásica, el trabajo realizado sobre el cuerpo en rotación, es igual a la variación de su energía cinética de rotación, por lo que la potencia desarrollada por el par o momento de fuerza es:

P=\frac{dW_\text{rot}}{dt} = \frac{d}{dt}\left(\frac{1}{2}I_r\omega^2\right)= M \omega

Donde:

Ir es el momento de inercia según su eje de giro.
ω es la velocidad angular del eje.
M es el par motor aplicado sobre dicho eje.

Si el movimiento rotativo tiene lugar alrededor de un eje variable la expresión correcta es:

P= \frac{dW_\text{rot}}{dt} = \frac{d}{dt}\left(\frac{1}{2}\boldsymbol\omega \, \mathbb{I} \, \boldsymbol\omega\right) = \frac{1}{2}\left(\boldsymbol\omega \cdot \mathbf M + \boldsymbol\alpha \cdot \mathbf{L} \right)

Donde:

\mathbb I es la matriz o tensor de inercia.
\boldsymbol\alpha es la aceleración angular del sistema.
\mathbf{L} es el momento angular del sistema.
\mathbf M es el momento dinámico actuante.

Esta última ecuación es análoga a la variación de potencia que se deriva de la ecuación del cohete donde al irse quemando combustible la masa no permanece constante.

En un flujo incompresible, la potencia mecánica asociada a la energía transmitida a las partículas del fluido, también puede expresarse en términos de presión y caudal:

P= \frac{dW_\text{hyd}}{dt} = p Q

Potencia eléctrica

Artículo principal: Potencia eléctrica

La potencia eléctrica P desarrollada en un cierto instante por un dispositivo viene dada por la expresión

P(t) = I(t)V(t) \,

Donde:

  • P(t) es la potencia instantánea, medida en vatios (julios/segundos).
  • I(t) es la corriente que circula por él, medida en amperios.
  • V(t) es la diferencia de potencial (caída de voltaje) a través del componente, medida en voltios.

Si el componente es una resistencia, tenemos:

P=I^2 R = \frac{V^2}{R}

Donde:

  • R es la resistencia, medida en ohmios.

Potencia sonora

La potencia del sonido, considerada como la cantidad de energía que transporta la onda sonora por unidad de tiempo a través de una superficie dada, depende de la intensidad de la onda sonora y de la superficie , viniendo dada, en el caso general, por:

P_s=\int_S I_s\ dS

  • Ps es la potencia
  • Is es la intensidad sonora.
  • dS es el elemento de superficie sobre alcanzado por la onda sonora.

Para una fuente aislada, el cálculo de la potencia sonora total emitida requiere que la integral anterior se extienda sobre una superficie cerrada.

Unidades de potencia

Véase también

Referencias

  1. ↑ Tenga en cuenta la P mayúsculas se utiliza también como símbolo para presión.

Bibliografía

  • Ortega, Manuel R. (1989-2006) (en español). Lecciones de Física (4 volúmenes). Monytex. ISBN 84-404-4290-4, ISBN 84-398-9218-7, ISBN 84-398-9219-5, ISBN 84-604-4445-7. 
  • Resnick, Robert & Halliday, David (2004) (en español). Física 4ª. CECSA, México.. ISBN 970-24-0257-3. 
  • Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004) (en inglés). Physics for Scientists and Engineers (6ª edición). Brooks/Cole. ISBN 0-534-40842-7. 
  • Tipler, Paul A. (2000) (en español). Física para la ciencia y la tecnología (2 volúmenes). Barcelona: Ed. Reverté. ISBN 84-291-4382-3. 

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Mira otros diccionarios:

  • Potencia — Saltar a navegación, búsqueda Para otros usos de este término, véase Potencia (desambiguación). En física, potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. La potencia media queda definida por: (1) …   Wikipedia Español

  • Potencia (desambiguación) — Saltar a navegación, búsqueda Potencia puede referirse a: En física: Potencia en Física: cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo. Potencia en Geometría: la potencia de un punto respecto de una circunferencia Potencia óptica: inverso de …   Wikipedia Español

  • Potencia (Aristóteles) — Saltar a navegación, búsqueda La potencia aristotélica es la propiedad que tienen los seres desde el punto de vista metafisico de recibir los accidentes que causan la transformación de la sustancia. El término aparece consolidado por Aristóteles… …   Wikipedia Español

  • Potencia (Óptica) — Saltar a navegación, búsqueda En Óptica, se denomina potencia, potencia óptica, potencia de refracción, o convergencia a la magnitud física que mide la capacidad de una lente o de un espejo para hacer converger o diverger un haz de luz incidente …   Wikipedia Español

  • Física (Aristóteles) — La primera página de la Física de Aristóteles sacada del edición de Bekker (1837). Física es el título de un tratado en ocho libros de Aristóteles, datado alrededor del siglo IV a. C. Como todas las otras obras aristotélicas, también la Física es …   Wikipedia Español

  • Potencia — (Del lat. potentia.) ► sustantivo femenino 1 Capacidad para hacer una cosa: ■ potencia muscular; potencia auditiva; potencia militar de un estado. SINÓNIMO poder ANTÓNIMO impotencia 2 Persona, entidad o nación que tiene gran poder sobre las demás …   Enciclopedia Universal

  • Física de juego — Simulación de la física de un cubo de goma creado con Blender 3D. La Animación física por computadora o Física de juego es un tipo de programación, en donde supone la introducción de las leyes de Física en un simulador o motor de juego,… …   Wikipedia Español

  • potencia — {{＃}}{{LM P31261}}{{〓}} {{SynP32015}} {{［}}potencia{{］}} ‹po·ten·cia› {{《}}▍ s.f.{{》}} {{＜}}1{{＞}} Capacidad, fuerza o poder para ejecutar algo o para producir un efecto: • la potencia de un motor.{{○}} {{＜}}2{{＞}} Nación o Estado independientes …   Diccionario de uso del español actual con sinónimos y antónimos

  • potencia — s f 1 Capacidad que tiene algo o alguien para realizar cierta función o actividad, particularmente la que requiere energía física: potencia visual, potencia auditiva, potencia sexual, la potencia de un motor, la potencia de un radio 2 (Fís)… …   Español en México

  • Capa física — Pila OSI. El nivel físico o capa física se refiere a las transformaciones que se hacen a la secuencia de bits para trasmitirlos de un lugar a otro. Generalmente los bits se manejan dentro del PC como niveles eléctricos. Por ejemplo, puede decirse …   Wikipedia Español

Compartir el artículo y extractos

Link directo
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”