KEKUATAN FISIK: RUMUS, JENIS KEKUATAN DAN CONTOH - FISIK - 2024

Tenaga fisik mengacu pada jumlah pekerjaan (atau energi yang dikonsumsi) per satuan waktu. Daya adalah besaran skalar, satuan ukurannya dalam Sistem Satuan Internasional adalah joule per detik (J / s), yang dikenal sebagai watt untuk menghormati James Watt.

Satuan lain yang cukup umum adalah tenaga kuda tradisional. Dalam fisika, berbagai jenis tenaga dipelajari: tenaga mekanik, tenaga suara, tenaga kalor, dan lain-lain. Secara umum ada gagasan intuitif tentang arti potensi. Biasanya dikaitkan dengan daya yang lebih besar, konsumsi yang lebih besar.

Jadi, bola lampu mengkonsumsi lebih banyak energi listrik jika dayanya lebih besar; Hal yang sama berlaku untuk pengering rambut, radiator, atau komputer pribadi.

Untuk alasan ini, perlu dipahami sepenuhnya maknanya, berbagai jenis pangkat yang ada dan memahami cara penghitungannya dan apa hubungan antara unit pengukuran yang paling umum.

Rumus

Menurut definisi, untuk menghitung daya yang dikonsumsi atau disuplai dalam interval waktu, digunakan ekspresi berikut:

P = W / t

Dalam ungkapan ini P adalah tenaga, W adalah kerja, dan t adalah waktu.

Jika yang Anda inginkan adalah menghitung daya sesaat, Anda harus menggunakan rumus berikut:

Dalam rumus ini ∆t adalah pertambahan waktu, F adalah gaya dan v adalah kecepatan.

Unit

Keunikan daya dalam Sistem Satuan Internasional adalah joule per detik (J / s) yang dikenal dengan watt (W). Dalam konteks tertentu juga cukup umum untuk menggunakan satuan lain seperti kilowatt (kW), tenaga kuda (CV), dan lain-lain.

Tentu saja, kilowatt sama dengan 1000 watt. Untuk bagiannya, kesetaraan antara tenaga kuda dan watt adalah sebagai berikut:

1 CV = 745,35 W.

Satuan tenaga lainnya, meskipun penggunaannya jauh lebih jarang, adalah erg per detik (erg / s), yang setara dengan 10 ^-7 W.

Penting untuk membedakan kilowatt dari kilowatt hour (kWh), karena kilowatt hour (kWh) adalah satuan energi atau kerja dan bukan daya.

Jenis daya

Di antara berbagai jenis kekuatan yang ada, beberapa yang paling penting adalah yang akan dipelajari di bawah ini.

Tenaga mekanik

Daya mekanik yang diberikan pada benda padat diperoleh dengan membuat produk antara gaya resultan total yang diterapkan dan kecepatan yang ditransmisikan ke benda tersebut.

P = F ∙ v

Ungkapan ini ekuivalen dengan ungkapan: P = W / t, dan sebenarnya ini diperoleh darinya.

Dalam hal gerakan rotasi benda padat juga terjadi dan, oleh karena itu, gaya yang bekerja padanya mengubah kecepatan sudutnya, sehingga menimbulkan percepatan sudut, maka berikut ini:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Dalam ekspresi ini M adalah momen yang dihasilkan dari gaya yang diterapkan dan ω adalah kecepatan sudut benda.

Tenaga listrik

Daya listrik yang disuplai atau dikonsumsi oleh suatu komponen listrik merupakan hasil pembagian jumlah energi listrik yang dialirkan atau diserap oleh komponen tersebut dan waktu yang dihabiskan untuk itu. Ini dihitung dari ekspresi berikut:

P = V ∙ I

Dalam persamaan ini V adalah beda potensial di seluruh komponen dan I adalah intensitas arus listrik yang melewatinya.

Dalam kasus tertentu bahwa komponen adalah hambatan listrik, ungkapan berikut dapat digunakan untuk menghitung daya: P = R ∙ I ² = V ² / R, di mana R adalah nilai hambatan listrik komponen yang bersangkutan.

Daya pemanas

Daya kalor suatu komponen didefinisikan sebagai jumlah energi yang dihamburkan atau dilepaskan sebagai panas oleh komponen tersebut dalam satuan waktu. Ini dihitung dari ekspresi berikut:

P = E / t

Dalam ungkapan ini E adalah energi yang dilepaskan dalam bentuk panas.

Kekuatan suara

Kekuatan suara didefinisikan sebagai energi yang diangkut oleh gelombang suara dalam satuan waktu melalui permukaan tertentu.

Dengan cara ini, kekuatan suara bergantung pada intensitas gelombang suara dan permukaan yang dilintasi oleh gelombang tersebut, dan dihitung dengan menggunakan integral berikut:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

Dalam Ps integral ini adalah kekuatan bunyi gelombang, Is adalah intensitas bunyi gelombang, dan dS adalah diferensial permukaan yang dilintasi gelombang.

Nilai daya dan daya nyata

Daya nominal adalah daya maksimum yang dibutuhkan atau dapat ditawarkan oleh mesin atau motor dalam kondisi penggunaan normal; artinya, daya maksimum yang dapat didukung atau ditawarkan oleh mesin atau motor.

Istilah nominal digunakan karena tenaga itu secara umum digunakan untuk mencirikan mesin, untuk menamainya.

Pada bagiannya, daya nyata atau daya berguna -yaitu, daya yang sebenarnya digunakan, dibangkitkan atau digunakan oleh mesin atau motor- umumnya berbeda dari nominal, biasanya lebih kecil.

Contoh

Contoh pertama

Anda ingin menderek piano seberat 100 kg ke lantai tujuh dengan ketinggian 20 meter. Derek membutuhkan waktu 4 detik untuk mengangkat piano. Hitung kekuatan derek.

Larutan

Untuk menghitung kekuatan, ekspresi berikut digunakan:

P = W / t

Namun, pertama-tama perlu menghitung pekerjaan yang dilakukan oleh crane.

W = F ∙ d ∙ cos α = 100 ∙ 9,8 ∙ 20 ∙ 1 = 19.600 N

Oleh karena itu, kekuatan derek adalah:

P = 19.600 / 4 = 4900 W.

Contoh kedua

Hitung daya yang dihamburkan oleh resistor 10 Ω jika arus 10 A.

Larutan

Dalam hal ini, perlu menghitung daya listrik, yang digunakan rumus berikut:

P = R ∙ I ² = 10 ∙ 10 ² = 1000 W.

Referensi

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fisika Volume 1. Cecsa.
2. Tenaga (fisik). (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 3 Mei 2018, dari es.wikipedia.org.
3. Kekuasaan (fisika). (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 3 Mei 2018, dari en.wikipedia.org.
4. Resnick, Robert & Halliday, David (2004). Fisika ke-4. CECSA, Meksiko.
5. Serway, Raymond A.; Jewett, John W. (2004). Fisika untuk Ilmuwan dan Insinyur (edisi ke-6). Brooks / Cole.