POTENCIA Y EFICIENCIA

Potencia es: el trabajo, o transferencia de energía, realizado por unidad de tiempo. El trabajo es igual a la fuerza aplicada para mover un objeto multiplicada por la distancia a la que el objeto se desplaza en la dirección de la fuerza. La potencia mide la rapidez con que se realiza ese trabajo. En términos matemáticos, la potencia es igual al trabajo realizado dividido entre el intervalo de tiempo a lo largo del cual se efectúa dicho trabajo.

El concepto de potencia no se aplica exclusivamente a situaciones en las que se desplazan objetos mecánicamente. También resulta útil, por ejemplo, en electricidad. Imaginemos un circuito eléctrico con una resistencia. Hay que realizar una determinada cantidad de trabajo para mover las cargas eléctricas a través de la resistencia. Para moverlas más rápidamente —en otras palabras, para aumentar la corriente que fluye por la resistencia— se necesita más potencia.

La potencia siempre se expresa en unidades de energía divididas entre unidades de tiempo. La unidad de potencia en el Sistema Internacional es el vatio, que equivale a la potencia necesaria para efectuar 1 julio de trabajo por segundo. Una unidad de potencia tradicional es el caballo de vapor (CV), que equivale aproximadamente a 746 vatios.

Potencia = dU = F (v)

dt

En el caso de un cuerpo rígido que gira con velocidad angular w sobre el que actúa un par de momento M paralelo al eje de rotación, se tiene de acuerdo con la ecuación...

Potencia = dU = M d0 = Mw

Dt dt

La potencia se asocia con los dos tipos de movimiento conocidos, que son el rotacional y el traslacional. Como sabemos, el rotacional consiste en que el cuerpo gire sobre sus mismos ejes, teniendo entonces una fuerza de momento; en tanto que el traslacional consiste en que el cuerpo se mueva entre dos puntos separados por una línea recta, no necesariamente se tiene que mover con esta trayectoria y la dirección también puede variar.

Hablando de la potencia traslacional, si el cuerpo se encuentra bajo la acción de una fuerza en una dirección constante, la potencia en este aspecto es:

P= dU/dt ; donde dU/dt = F(v) y como tenemos que F = mga.

P = mga (v)

EFICIENCIA es: es la calidad con la que una máquina realiza su trabajo: los sistemas mecánicos siempre operan con pérdidas debido a la fricción. Es decir, el trabajo útil realizado por una máquina siempre es menor que el trabajo total realizado por esa máquina. A la relación entre estos dos trabajos realizados se le conoce como Eficiencia y se denota con la letra griega , prácticamente la eficiencia, es la calidad con la que una máquina realiza su trabajo, una máquina excelente es aquella cuya  es igual a 1. Esto es, debido a la relación que existe entre los dos trabajos realizados por esta, que está dada por la siguiente ecuación:

 = trabajo obtenido = trabajo util

trabajo suministrado trabajo T requerido

Tanto en términos de trabajo como en términos de potencia, la salida siempre es menor que la entrada, por lo que la eficiencia es menor que 1. La =1 es prácticamente hipotética en el mundo real. Ya que la eficiencia es un cociente de dos unidades iguales, ya sean las del trabajo o las de la potencia, estas se cancelan, quedándonos en un número sin unidades, es decir, una razón.

El cociente del trabajo de salida entre el de entrada es, por lo tanto, igual al cociente de las razones con las que se realizan, y tenemos:

 = POTENCIA DE SALIDA

POTENCIA DE ENTRADA

ENERGIA POTENCIAL

En un sistema físico, la energía potencial es la energía que mide la capacidad que tiene dicho

sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede

pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un

sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra   o  .

La energía potencial puede presentarse como #energía potencial gravitatoria, energía potencial

electrostática, y#energía potencial elástica.

Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de

fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está

asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es

igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

Energía potencial asociada a campos de fuerza[editar]

La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa. Si las fuerzas

que actúan sobre un cuerpo son no conservativas, entonces no se puede definir la energía

potencial, como se verá a continuación. Una fuerza es conservativa cuando se cumple alguna de

las siguientes propiedades:

El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.

El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.

Cuando el rotacional de la fuerza es cero.

Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir, que cualquiera de ellas

implica la otra). En estas condiciones, la energía potencial se define como:

Si las fuerzas no son conservativas no existirá en general una manera unívoca de definir la anterior

integral. De la propiedad anterior se sigue que si la energía potencial es conocida, se puede

obtener la fuerza a partir del gradiente de U:

También puede recorrerse el camino inverso: suponer la existencia una función energía potencial y

definir la fuerza correspondiente mediante la fórmula anterior. Se puede demostrar que toda fuerza

así definida es conservativa.

La forma funcional de la energía potencial depende de la fuerza de que se trate; así, para el campo

gravitatorio (o eléctrico), el resultado del producto de lasmasas (o cargas) por una constante

dividido por la distancia entre las masas (cargas), por lo que va disminuyendo a medida que se

incrementa dicha distancia