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Potencia (física) para niños

Enciclopedia para niños

En física, la potencia (P) es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de potencia es el watt, igual a un joule por segundo.

Simbología

Simbología
Símbolo Nombre
\bar{P} Potencia media
\left\langle P \right\rangle Potencia esperada
P(t) Potencia instantánea
W Trabajo
\Delta t Intervalo de Tiempo
\mathbf{F} Vector de Fuerza
\mathbf{r} Vector de posición
\mathbf{v} Vector de Velocidad

Potencia media

Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo (\Delta t), la potencia media (\bar{P}) durante ese intervalo está dada por la relación

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

Potencia instantánea

Es el valor límite de la potencia media (\bar{P}) cuando el intervalo de tiempo (\Delta t) se aproxima a cero. En el caso de un cuerpo de pequeñas dimensiones

P(t) = \lim_{\Delta t\rightarrow 0} \frac{\ W}{\Delta t}\ = \lim_{\Delta t\rightarrow 0} \mathbf{F}\cdot\frac{\Delta\mathbf{r}}{\Delta t} = \mathbf{F}\cdot \mathbf{v}

Tipos de potencia

Potencia mecánica

La potencia mecánica aplicada sobre un sólido rígido viene dada por el producto de la fuerza resultante aplicada por la velocidad:

P(t) = \mathbf{F}\cdot \mathbf{v}

Si además existe rotación del sólido y las fuerzas aplicadas están cambiando su velocidad angular:

P(t) = \mathbf{F}\cdot \mathbf{v} + \mathbf{M}\cdot \boldsymbol{\omega}
Símbolo Nombre
\mathbf{F} Fuerza resultante
\mathbf{M} Momento resultante
\mathbf{v} Velocidad del punto donde se ha calculado la resultante efectiva
\boldsymbol{\omega} Velocidad angular del sólido

Para un sólido deformable o un medio continuo general la expresión es más compleja y se expresa como producto del tensor tensión y el campo de velocidades. La variación de energía cinética viene dada por:

P = \frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}t} \int_V \frac{\rho}{2}\|\mathbf{v}\|^2\ \mathrm{d}V + \int_V \sum_{ij} T_{ij}D_{ij}\ \mathrm{d}V
Símbolo Nombre
T_{ij} Componentes del tensor de tensiones de Cauchy
D_{ij} Componentes del tensor de velocidad de deformación

[además se puede decir que la potencia es muy zzz ]

Potencia eléctrica

Artículo principal: Potencia eléctrica

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

P(t) = I(t)V(t)
Símbolo Nombre Unidad
P(t) Potencia instantánea W o (J/s)
I(t) corriente que circula por él A
V(t) Diferencia de potencial (caída de voltaje) a través del componente Volt

Si el componente es una resistencia, tenemos:

P=I^2 R = \frac{V^2}{R}
Símbolo Nombre Unidad
P Potencia W
I Corriente A
V Voltaje V
R Resistencia Ω

Potencia calorífica

La potencia calorífica de un dispositivo es la cantidad de calor que libera por la unidad de tiempo:

P = \frac{E}{t}
Símbolo Nombre Unidad
P Potencia instantánea W o (J/s)
E Energía proporcionada J
t Tiempo s

La potencia sonora, 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
Símbolo Nombre
P_S Potencia
I_s Intensidad sonora
dS 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

Kids robot.svg En inglés: Power (physics) Facts for Kids

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