Fórmulas de potência: quais são e exemplos

A potência mede a quantidade de energia transformada ou utilizada em um intervalo de tempo. Assim, a potência comunica o quão rápido a energia é consumida ou transformada (produzida).

A energia se apresenta sob muitos aspectos, por exemplo: elétrico, mecânico, térmico e acústico. Desse modo, há maneiras específicas para calcular a potência em cada caso.

Fórmulas da potência elétrica

A potência elétrica pode ser calculada de três formas:

U é a tensão, em V (volts).
i é a corrente, em A (ampères).

U é a tensão, em V (volts).
R é a resistência, em O (ohms).

R é a resistência, em ohms.
i é a corrente, em ampères.

A unidade de potência no SI (Sistema Internacional de Unidades) é o W (watt).

1 W é igual à energia de 1 J (joule) fornecido ou consumido em 1 segundo.

Exemplo
Um resistor de 10 ohms é percorrido por uma corrente de 5 ampères. Determine a potência dissipada.

Aprenda mais sobre potência elétrica.

Potência e consumo de energia

A potência é a divisão entre energia e tempo. Isolando a energia na fórmula, temos:

Conhecendo a potência de um aparelho, é possível saber a quantidade de energia utilizada multiplicando seu valor pelo tempo utilizado.

No SI (Sistema Internacional de Unidades), a potência é medida em W (watts) e o tempo, em segundos. Na prática de consumo de energia elétrica, é comum a potência ser medida em kW (1000W) e o tempo, em h (hora).

Exemplo
Qual é o consumo mensal de um chuveiro com potência de 4500 W que funciona 0,5 h por dia durante trinta dias?

O consumo de um dia será:

Em trinta dias:

Fórmulas da potência mecânica

A potência mecânica é a divisão entre o trabalho produzido por uma força e o intervalo de tempo utilizado para realizar este trabalho.

Onde:
T é o trabalho, medido em J (joules);
t é o intervalo de tempo, em segundos.

Como o trabalho (T) é o produto entre o módulo da força, do deslocamento e do ângulo entre a força e o deslocamento, a fórmula do trabalho mecânico pode ser expressa como:

A potência pode ser escrita como:

Exemplo
Uma força de módulo igual a 2 N movimenta um carrinho de brinquedo. O carrinho move-se na horizontal enquanto a força é transmitida por um fio que faz um ângulo de 30º com o movimento. O brinquedo se move por 20 m durante 5 s. Determine a potência produzida pela força.

Sendo cos 30º = 1/2, podemos substituir e calcular.

Trabalho mecânico em função da velocidade

Como o deslocamento dividido pelo tempo é igual à velocidade média, podemos substituir a razão pela velocidade média.

Onde:
P é a potência, em W (watt);
Vm é a velocidade média, em m/s (metros por segundo);
é o ângulo entre a força e o deslocamento.

Veja mais sobre potência mecânica.

Exercícios de potência resolvidos

Exercício 1

Um gerador tem fem (força eletromotriz) de 20 V e resistência interna de 2 ohms. Ele é percorrido por uma corrente elétrica de 2 ampères. Determine a potência gerada, a dissipada e a potência útil deste gerador.

Exercício 2

Uma força de 50 N paralela ao movimento produz em um móvel uma velocidade média de 20 m/s. A potência desenvolvida pela força foi de:

Veja também exercícios de Física (resolvidos) para 3º ano do ensino.