Potenza e rendimento

Potenza

La potenza è una grandezza scalare data dal rapporto tra il lavoro compiuto e l'intervallo di tempo impiegato per compierlo.

In formule: $P = \dfrac{L}{\Delta t}$

L'unità di misura della potenza è il watt, con i suoi multipli e sottomultipli, e si indica con $W$ .

Un watt corrisponde alla potenza espressa compiendo un lavoro di un joule in un secondo.

In formule: $1\ W = \dfrac{1\ J}{1\ s}$

Esempio

Una macchina che compie un lavoro di $300 \ J$ in $5\ s$ esprime una potenza pari a

$P = \dfrac{L}{\Delta t}= \dfrac{300\ J}{5\ s} = 60\ W$

Potenza e velocità

La potenza che una forza deve esprimere per far muovere un oggetto ad una velocità costante è dato dal prodotto della forza per la velocità.

In formule: $P = F \cdot v$

Esempio

Un motore che esercita una forza di $1000\ N$ e fa viaggare l'auto ad una velocità di $15\ \dfrac{m}{s}$ esprime una potenza pari a $P = F \cdot v = 1000\ N \cdot 15\ \dfrac{m}{s} = 15000\ W$

Rendimento

Prendendo in considerazione una macchina, si dice:

potenza utile la potenza massima che può esprimere, ovvero il lavoro massimo che riesce a compiere nell'unità di tempo;
potenza assorbita la potenza che assorbe per poter funzionare. Questa sarà sempre maggiore della potenza utile;
potenza persa la differenza tra la potenza assorbita e quella utile, ovvero la potenza che si "spreca" nel funzionamento della macchina.

Si definisce rendimento di una macchina il rapporto tra la potenza utile e la potenza assorbita. Si indica con $\eta$ e si esprime spesso come percentuale.

Esempio

Una macchina con rendimento pari a $\eta = 80 \%$ per ogni $100\ W$ che assorbe esprime una potenza utile di $80\ W$ .