Kekuatan Fisik: Rumus dan Unit, Jenis Kekuatan (dengan Contoh)

Kekuatan fisik mengacu pada jumlah pekerjaan yang dilakukan (atau energi yang dikonsumsi) oleh satuan waktu. Kekuatannya adalah skalar besarnya, menjadi satuan pengukurannya dalam Sistem Satuan Internasional Juli per detik (J / d), yang dikenal seperti Watt untuk menghormati James Watt.

Unit pengukuran lain yang cukup umum adalah kuda uap tradisional. Dalam fisika, berbagai jenis daya dipelajari: daya mekanis, daya suara, daya kalor, dan lainnya. Secara umum, ada ide intuitif tentang makna kekuasaan. Biasanya dikaitkan dengan daya yang lebih besar, konsumsi yang lebih besar.

Dengan demikian, bola lampu mengkonsumsi lebih banyak energi listrik jika kekuatannya lebih besar; hal yang sama terjadi dengan pengering rambut, radiator, atau komputer pribadi.

Oleh karena itu perlu untuk memahami maknanya, berbagai jenis kekuatan yang ada dan memahami bagaimana ia dihitung dan apa hubungan antara unit pengukuran yang paling umum.

Formula

Menurut definisi, untuk menghitung daya yang dikonsumsi atau dipasok dalam interval waktu, ungkapan berikut digunakan:

P = W / t

Dalam ungkapan ini P adalah kekuatan, W adalah pekerjaan dan t adalah waktunya.

Jika Anda ingin menghitung daya sesaat, Anda harus menggunakan rumus berikut:

Dalam rumus ini Δt adalah kenaikan waktu, F adalah gaya dan v adalah kecepatan.

Unit

Keunikan kekuasaan dalam Sistem Satuan Internasional adalah Juli per detik ( J / d ), yang dikenal sebagai Watt ( W ). Ini juga cukup umum dalam konteks tertentu untuk menggunakan unit lain seperti kilowatt (kW), tenaga kuda (CV), antara lain.

Jelas, kilowatt setara dengan 1000 watt. Di sisi lain, kesetaraan antara kuda uap dan watt adalah sebagai berikut:

1 CV = 745, 35 W

Unit daya lain, meskipun penggunaannya jauh lebih jarang, adalah ergium per detik (erg / s), yang setara dengan 10-7 W.

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

Jenis kekuatan

Di antara berbagai jenis kekuatan yang ada, beberapa yang paling penting adalah yang akan dipelajari selanjutnya.

Kekuatan mekanik

Daya mekanis yang diberikan pada benda padat diperoleh dengan memengaruhi produk antara gaya total yang dihasilkan dan kecepatan yang ditransmisikan ke benda itu.

P = F ∙ v

Ekspresi ini setara dengan ekspresi: P = W / t, dan sebenarnya itu diperoleh dari itu.

Jika ada juga gerakan rotasi benda padat dan oleh karena itu, gaya yang diberikan padanya memodifikasi kecepatan sudutnya sehingga menimbulkan percepatan sudut, ia harus:

P = F ∙ v + M ∙ ω

Dalam ungkapan ini M adalah momen yang dihasilkan dari gaya yang diterapkan dan and adalah kecepatan sudut tubuh.

Tenaga listrik

Daya listrik yang disuplai atau dikonsumsi oleh komponen listrik adalah hasil dari membagi jumlah energi listrik yang dikirimkan atau diserap oleh komponen itu dan waktu yang dihabiskan di dalamnya. Itu dihitung dari ekspresi berikut:

P = V ∙ I

Dalam persamaan ini V adalah perbedaan potensial melalui komponen dan I adalah arus listrik yang melewatinya.

Dalam kasus khusus bahwa komponen tersebut merupakan hambatan listrik, ekspresi berikut dapat digunakan untuk menghitung daya: P = R ∙ I2 = V2 / R, di mana R adalah nilai hambatan listrik komponen yang dimaksud.

Kekuatan panas

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

P = E / t

Dalam ungkapan tersebut, 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 demikian, kekuatan suara tergantung pada intensitas gelombang suara dan pada permukaan yang dilalui oleh gelombang tersebut, dan dihitung dengan menggunakan integral berikut:

P _S = ⌠ _S I _S ∙ d S

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

Kekuatan nominal dan kekuatan nyata

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

Istilah nominal digunakan karena kekuatan itu secara umum digunakan untuk mengkarakterisasi mesin, untuk menamakannya.

Di sisi lain, kekuatan nyata atau berguna - yaitu, daya yang sebenarnya digunakan, dihasilkan atau digunakan oleh mesin atau motor - umumnya berbeda dari kekuatan nominal, yang biasanya lebih rendah.

Contohnya

Contoh pertama

Anda ingin menaikkan piano seberat 100 kg dengan derek ke lantai tujuh yang tingginya 20 meter. Crane membutuhkan waktu 4 detik untuk memanjat piano. Hitung kekuatan derek.