• RENDIMENTO FÍSICO (potência)

Potência

Vamos considerar duas pessoas que realizam o mesmo trabalho. Se uma delas realiza o trabalho em um tempo menor do que a outra, ela tem que fazer um esforço maior, assim dizemos que ela desenvolveu uma potência maior em relação à outra. Outros exemplos:

• Um carro tem maior potência quando ele consegue atingir maior velocidade em um menor intervalo de tempo.

• Um aparelho de som é mais potente do que outro quando ele consegue converter mais energia elétrica em energia sonora em um intervalo de tempo menor.

Assim sendo, uma máquina é caracterizada pelo trabalho que ela pode realizar em um determinado tempo. A eficiência de uma máquina é medida através da relação do trabalho que ela realiza pelo tempo gasto para realizar o mesmo, definindo a potência.

Defini-se potência como sendo o tempo gasto para se realizar um determinado trabalho, matematicamente, a relação entre trabalho e tempo fica da seguinte forma:

Em que Pot é a potência média, Δt é o intervalo de tempo gasto para a realização do trabalho e τ é o trabalho realizado pelo corpo.

A unidade de potência no Sistema Internacional é o watt, representado pela letra W. Esta foi uma homenagem ao matemático e engenheiro escocês James Watt. As outras medidas de potência são o cavalo-vapor e o horse-power. O termo cavalo-vapor foi dado por James Watt (1736-1819), que inventou a primeira máquina a vapor. James queria mostrar a quantos cavalos correspondia a máquina que ele produzira. Assim sendo, ele observou que um cavalo podia erguer uma carga de 75 kgf, ou seja, 75. 9,8 N=735 N a um metro de altura, em um segundo.

P= 735 N.1m/1s= 735 W
Feito tal observação ele denominou que cavalo-vapor (cv) seria a potência de 735 W.


James Watt (1736-1819), engenheiro escocês, autor do princípio da máquina a vapor, fez uma máquina industrial na qual a energia era obtida por cavalos, rodas hidráulicas e moinhos de vento.


Rendimento
Em nosso dia a dia é muito comum falarmos em rendimento, seja na escola, no trabalho ou até mesmo quando queremos saber quantos quilômetros um automóvel faz com um litro de combustível. No estudo de Física, a noção de rendimento está ligada à energia e potência.

Todas as vezes que uma máquina realiza um trabalho, parte de sua energia total é dissipada, seja por motivos de falha ou até mesmo devido ao atrito. Lembrando que esta energia dissipada não é perdida, ela é transformada em outros tipos de energia ( Lei de Lavoisier). Assim sendo, considera-se a seguinte relação para calcular o rendimento:

Onde:

η é o rendimento da máquina;


Pu é a potência utilizada pela máquina;


Pt é a potência total recebida pela máquina.

A potência total é a soma das potências útil e dissipada.

Pt= Pu + Pd

Por se tratar de um quociente de grandezas de mesma unidade, rendimento é uma grandeza adimensional, ou seja, ele não possui unidade. Rendimento é expresso em porcentagem e ele é sempre menor que um e maior que zero 0< η<1.