Los conceptos de fuerza y poder parecen transmitir significados similares y a menudo se confunden entre sí. Pero en física, no son intercambiables.. Fuerza Es el resultado fundamental de una interacción entre dos objetos, mientras que poder Es una expresión de la energía consumida en el tiempo (trabajo), de la cual la fuerza es un elemento. La fuerza y el poder pueden ser descritos y medidos, pero una fuerza es un fenómeno físico real, y el poder en sí mismo no es.
Fuerza | Poder | |
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Definición | Un empuje o un tirón que resulta de una interacción entre objetos.. | La potencia es la velocidad a la que se realiza el trabajo, o la energía se transmite. |
Unidad | newton | vatios = julios / segundo |
Símbolo | F | PAG |
Lleva el nombre de | Isaac Newton | James Watt |
Derivaciones de otras cantidades. | F = m a (fuerza = masa multiplicada por la aceleración) | P = w / t (potencia = trabajo dividido por el tiempo) |
Relación con “trabajo” | La fuerza aplicada sobre una distancia crea trabajo.. | Tasa a la que se realiza el trabajo.. |
Ejemplo de todos los días | Gravedad, fricción, magnetismo.. | Caballos de fuerza (1 caballos de fuerza = 750 vatios). |
Una fuerza solo puede ocurrir cuando los objetos están interactuando. Cuando los objetos interactúan, se empujan entre sí, ya sea a través del contacto directo o el contacto a distancia. Los ejemplos de fuerzas de contacto directo incluyen la fricción de los neumáticos del automóvil en una carretera o la resistencia del aire en un automóvil en movimiento. La interacción a distancia se produce a través de fuerzas como la gravedad y el magnetismo. La fuerza es una expresión fundamental de los sucesos físicos, como lo son el tiempo y la distancia..
La potencia se define como la cantidad de energía consumida por unidad de tiempo. Otra forma de plantear esto es: la velocidad a la que se realiza el "trabajo". El trabajo ocurre cuando hay fuerza que causa el movimiento de un objeto. Por ejemplo, una persona que presiona contra una pared de ladrillos consume energía, pero no se está haciendo ningún trabajo ni se crea poder porque la pared no se mueve. Pero si una persona empuja una mesa y la mueve, entonces hay trabajo. El poder expresa lo rápido que se hace ese trabajo. Entonces, la fuerza es un elemento de la ecuación de potencia, junto con otros elementos básicos como la distancia y el tiempo..
La fuerza se calcula como un producto de la masa y la aceleración gravitatoria, y generalmente se denota como
dónde F es la fuerza, metro es masa y una Es la aceleración gravitacional..
Como la tasa de cambio del trabajo realizado o la energía de un subsistema, la potencia se calcula como:
dónde PAG es poder, W es trabajo y t es hora.
La fuerza es inherente a la interacción de todos y cada uno de los objetos. Cuando un jugador de béisbol golpea una pelota, el bate ejerce fuerza sobre la pelota (y viceversa). Los planetas orbitan el sol por la fuerza. Para calcular la fuerza en newtons de una pelota de béisbol que pesa 146 g, simplemente multiplica la masa (en kilogramos, entonces .146) por aceleración (la gravedad de la Tierra es de 9.8 metros por segundo), lo que equivale a 1.43 newtons.
Si una persona corre y luego sube el mismo tramo de escaleras, la misma cantidad de trabajo se realiza las dos veces, pero se genera más energía mientras se ejecuta, porque la misma cantidad de trabajo se realiza en menos tiempo.
En aplicaciones científicas, la fuerza se mide en newtons y en el sistema inglés se expresa en libras. La unidad de fuerza SI es el newton (N). One newton es la fuerza requerida para acelerar una masa de un kilogramo a una velocidad de un metro por segundo al cuadrado, o kg · m · s-2. Un newton es igual a 100,000 dinas.
La unidad de potencia SI es el vatio (W). Un vatio es igual a un joule por segundo, donde joule es la unidad de energía. Esta es la unidad de medida estándar, pero la potencia se puede expresar por cualquier medio de energía a lo largo del tiempo. Otra expresión común de poder es la potencia, donde 1 potencia es igual a 746 vatios.
Las fuerzas causan la aceleración (un cambio en la velocidad). La unidad de fuerza estándar recibió el nombre de Isaac Newton para celebrar su 2ª ley, que establece que "la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza aplicada ..." 1 newton es la cantidad de fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 kilogramo en Una velocidad de 1 metro por segundo..
James Watt fue un inventor e ingeniero escocés. Watt creó la medida de la potencia para ayudar a explicar las mejoras de potencia de su motor de vapor. Debido a su gran contribución a la eficiencia de las máquinas de vapor, la comunidad científica decidió honrarlo nombrando a la unidad de poder con su nombre. El vatio fue agregado al SI como una unidad de poder en 1960..