Potência de uma força

No mundo em que vivemos, podemos dizer que um dos conceitos físicos mais importantes é o de energia, pois ela está presente em praticamente tudo o que fazemos diariamente. A energia é tão importante que até mesmo quando estamos descansando nosso corpo necessita dela. Sabemos que a energia não pode ser criada e nem destruída, mas pode ser transformada em outras formas de energia. Dependendo de sua fonte, podemos classificá-la como sendo energia mecânica, elétrica, química, sonora, luminosa, nuclear, etc.

Em nosso dia a dia costumamos fazer uso da palavra trabalho, só que essa palavra está geralmente relacionada ao esforço físico ou mental, porém, em Física, esse termo representa a medida das transformações de energia.

Já a potência de uma força representa a rapidez com que ela realiza um trabalho ou, ainda, a rapidez com que a energia é transformada em outras formas de energia. Por exemplo, para uma pessoa subir até o oitavo andar de um prédio, ela pode usar o elevador ou as escadas. Nos dois exemplos, escada ou elevador, o trabalho realizado será o mesmo, ou seja, o trabalho de elevar o corpo até o oitavo andar.

Mas se essa pessoa fizer uso das escadas, demorará mais tempo para realizar o mesmo trabalho. Dessa forma, dizemos que a potência associada à força realizada pelo corpo é menor do que a associada à força do motor do elevador.

Para determinar a potência média de uma força, devemos lembrar que ela representa o trabalho realizado, ou a energia transformada, por unidade de tempo. Sendo assim, podemos escrever:

Onde:

P_méd  é a potência média de uma força

τ é o trabalho realizado

∆t é a variação do tempo de atuação da força

∆E é a energia transformada

No SI, medimos essas grandezas com as seguintes unidades:

P é dada em watt (W)

τ ou ∆E é dado em joule (J)

∆t é dado em segundos (s)

Podemos também fazer uma relação de potência de uma força com a intensidade da força e com o módulo da velocidade de um corpo sujeito a essa força:

O trabalho de uma força constante é definido por:

Fazendo a substituição de II em I, teremos:

Como

Podemos escrever: