Potência

RKA12 Veja os dois levantadores de peso. Um levanta peso mais rapidamente que o outro, entretanto ambos realizam o mesmo trabalho. E eu posso dizer que eles realizam a mesma quantidade de trabalho porque trabalho é a quantidade de energia transferida. Ou, dizendo de maneira mais simples, trabalho é a quantidade de energia que você dá a algo ou rouba, pega, de algo. Ambos os levantadores de peso estão dando a mesma quantidade de energia potencial gravitacional para as massas que estão levantando. Ambos estão levantando a uma altura de 2 metros a mesma massa de 100 quilogramas. Coloque estas informações na fórmula para o cálculo da energia potencial gravitacional e você vai ver que o trabalho realizado por cada um é de 1.960 joule. Mas aquele levantador que realiza esta tarefa mais rapidamente deveria ser distinguido do primeiro de alguma forma. E o que distingue isso é o que chamamos de potência. Potência é o que mede a taxa com que alguém ou alguma coisa realiza trabalho. Especificamente, potência é definida pelo trabalho realizado dividido pelo tempo tomado para realizar esse trabalho. No exemplo dos levantadores de peso, o levantador da direita leva apenas 1 segundo para fazer o seu trabalho, enquanto o levantador da esquerda leva 3 segundos. Colocando isto na definição de potência, vamos ter, para o primeiro, 1.960 joule dividido por 3 segundos, o que dá uma potência de 653 joule por segundo, enquanto o levantador da direita faz 1.960 joule por segundo de potência. A unidade de medida de potência, que é joule por segundo, é conhecida também como watt, devido ao engenheiro escocês James Watt. E a unidade de medida watt é abreviada por um "W" (maiúsculo). Vamos supor que um carro de 1.000 quilogramas de massa saia do repouso e leve 2 segundos para alcançar uma velocidade de 5 metros por segundo. Podemos encontrar a potência do motor do carro nesta situação dividindo o trabalho realizado pelo tempo gasto para tal. Para descobrir o trabalho realizado, precisamos analisar a energia ganha pelo carro. E, neste caso, a energia é cinética (a energia de movimento) que pode ser calculada por: 1/2 vezes a massa vezes a velocidade ao quadrado dividido por 2 segundos, que é o tempo gasto pelo carro para realizar esta aceleração. Isso resulta em uma potência de 6.250 watts. É importante ficar claro que, aqui, nós calculamos a potência média, que foi o trabalho total dividido pelo intervalo de tempo analisado. Se nós diminuíssemos cada vez mais o intervalo de tempo até obter um intervalo tão pequeno quanto se queira, infinitesimal, e calculássemos a potência naquele intervalo minúsculo, nós teríamos o que chamamos de potência instantânea para o motor do carro nesta situação. Normalmente, quando vamos trabalhar com a ideia de infinitesimal para potência, ou outra medida instantânea, precisamos do recurso do cálculo. Mas, aqui, nós temos outro recurso que vai nos permitir o cálculo da potência instantânea. Para começar, vamos supor que, a cada instante a partir da nossa análise, a potência instantânea seja de 6.250 watts. Isso quer dizer que a potência média seria igual à potência instantânea para esta situação de 6.250 watts. Neste caso, a potência instantânea e a potência média seriam iguais. Mas digamos que você não teve tanta sorte e a potência instantânea varia conforme o carro se movimenta. Como poderemos, então, achar a potência instantânea? Sabemos que potência é trabalho dividido por tempo. E, para calcular o trabalho de uma força, neste caso, podemos usar a fórmula "F ‧ d ‧ cosθ" dividido pelo tempo. Entretanto, se você observar o "d", que é a distância percorrida, dividido pelo "t", nada mais é do que a velocidade do automóvel. Então, nós poderemos substituir o "d/t" pelo "v". Então, teremos "F ‧ v ‧ cosθ", sendo "v" a velocidade instantânea. E, neste caso, teremos facilmente a potência instantânea. Então, de maneira geral, para você obter a potência instantânea de uma força sendo aplicada sobre um objeto, você pode multiplicar a intensidade da força pela velocidade com que esse objeto está se movendo em função da força vezes o "cosθ". E teta ("θ"), muita atenção, é o ângulo formado entre a direção em que a força está sendo aplicada e a direção da velocidade do móvel. Muitas vezes, entretanto, você pode ter a situação em que a força e a velocidade têm a mesma direção. Portanto, "θ" (o ângulo formado entre "F" e "v") é zero, e o "cos(0)" é 1, de maneira que você não vai precisar ter o cosseno na fórmula. E encontrar a potência instantânea vai ser simplesmente fazer força vezes velocidade. Então, o que potência significa? Potência é a taxa em que o trabalho é feito. E o que a potência média significa? É a taxa em que o trabalho é feito em um intervalo de tempo. E o que a potência instantânea significa? É a potência gerada por uma força particularmente em um certo instante de tempo. Até o próximo vídeo!