Potencia mecánica es la denominación con la cual se señala a una determinada cantidad de trabajo efectuada en una unidad de tiempo particular. Dicho de otro modo, es aquello que obtenemos entre un trabajo hecho y el tiempo que esto llevó.
Es un concepto surgido a raíz de dos términos:
- Potencia: del latín potentia, en física se utiliza para señalar la capacidad o posibilidad de realizar una actividad.
- Mecánica: del latín mechanĭcus, es aquello relacionado con el movimiento de los cuerpos y las fuerzas a las que están sometidos.
El estudio de la potencia mecánica es útil en múltiples disciplinas como la ingeniería, la mecánica, la física y otras.
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Importancia y características generales.
La medición de la potencia mecánica nos permite conocer cuál es el trabajo que una persona, o una máquina, o un aparato, puede llevar a cabo en un período de tiempo determinado.
Con esto en mente, es posible conocer cuánta potencia es requerida para llevar a cabo una u otra acción. También, es posible saber si la actividad humana es necesaria o útil, incluso, en ciertas tareas, o si esta debe ser dejada de lado en pos de utilizar la potencia que una máquina puede ofrecer.
Gracias a estos cálculos generales, es posible calcular qué elementos son necesarios para, por ejemplo, llevar a cabo la construcción de un edificio. Así, es posible saber cuántas máquinas son necesarias, en qué tiempo es posible terminarlo y cuánto peso pueden resistir estas máquinas.
Un watt (W), también conocido como vatio, es la unidad aplicada por el Sistema Internacional de Unidades (SI). Un vatio-hora, o Wh, se usa para calcular cuánta energía es necesaria para sostener una potencia de 1 vatio durante 60 minutos.
Un vatio equivale a un julio (J) por segundo, por ende, un Wh equivale a 3600 J.
Relación entre potencia y energía.
Una distinción pertinente en esta disciplina es la que tiene que ver con cómo diferenciar a la potencia de la energía. Por una parte, podemos definir la primera como la velocidad con la que un aparato puede cumplir con sus tareas; por ende, es también la indicación de cuánta energía puede consumir.
Por otra parte, la energía es aquello que hace que ese artefacto pueda operar y trabajar.
Así, cuando un artefacto cuenta con una alta potencia, es mayor el consumo de energía que puede hacer.
Cómo calcularla.
La unidad clásica para medir la potencia mecánica es el vatio. Este recibe su nombre por James Watt, ingeniero de Escocia nacido en 1736 y fallecido hacia 1819.
Es conocido por haber ayudado a optimizar el desempeño de la máquina de vapor: descubrió que, utilizando un condensador podían emplear el vapor de estos artefactos como potencia, sin desperdiciar la energía que la máquina emitía.
Otra de las unidades reconocidas a nivel mundial es el caballo de fuerza (HP, por horse power). Se denomina de este modo ya que es la potencia requerida para que un peso de 33.000 libras pueda trabajar a 1 pie por minuto. Así, un caballo de fuerza equivale a 745,7 vatios.
Fórmulas.
Existen distintas fórmulas para calcular la potencia mecánica: estas varían unas respecto de otras en función de los elementos que intervienen en tal medición.
Encontramos tres tipos de medidas.
Potencia en función del trabajo y del tiempo.
La ecuación más conocida es en la que P = W/t. Aquí, la potencia (P) es la potencia que se efectúa con la fuerza que lleva a cabo ese trabajo. El trabajo medido en julios (J) lleva el símbolo W y, finalmente, (t) indica el tiempo durante el cual se realiza ese trabajo.
Potencia en función de la fuerza y la velocidad.
Si deseamos medir matemáticamente la potencia, podemos hacerlo en función de la siguiente ecuación: P = F.v.
En este caso, la fuerza debe multiplicarse por la velocidad. Así, si se piensa cómo mejorar la potencia desde, por ejemplo, el rendimiento en un deporte, es posible medir en el paso del tiempo si hay mejoras en la potencia al mantener los niveles de rendimiento anteriores pero con mayor peso o masa muscular.
Elementos que interfieren con la potencia mecánica.
Si bien la potencia mecánica permite que un artefacto o máquina ejerza una fuerza sobre un elemento, es posible que algunos elementos interfieran en este desarrollo. Uno de estos elementos es la resistencia, que es la capacidad con la que un cuerpo cuenta para tolerar la fuerza que se le aplica. Es, entonces, una oposición que ese cuerpo genera cuando es sometido a una carga externa.
Por otra parte, otro elemento que interviene es la fricción: esta es también una oposición que produce cuando un cuerpo es deslizado sobre una superficie y hace que el movimiento se dificulte o se ralentice.
Un tercer elemento que afecta al desarrollo normal de la potencia mecánica es la inercia, es decir, la tendencia de un cuerpo a mantenerse en estado de reposo o de poco movimiento.
Aplicaciones y usos.
A continuación, exploraremos en algunas de las ciencias y disciplinas en las que la potencia mecánica resulta un concepto útil.
Una de estas disciplinas es la aeronáutica. Esta es la ciencia que se encarga de construir vehículos que tienen capacidad de volar y, además, estudia cuáles son los factores y elementos que permiten ese vuelo, que hacen que ese objeto se mantenga en equilibrio y que su diseño mecánico permita resistir el vuelo.
Esta disciplina tiene un estrecho contacto con la aerodinámica, es decir, con el estudio del aire y de sus efectos cuando un objeto interviene en él. Un ejemplo clásico de esto es la forma en la que un avión vuela por los aires.
Para estas situaciones, el mantenimiento, análisis de materiales e inspección (como un control de calidad, verificación del montaje y estado de la soldadura) son un elemento obligatorio.
Otro uso de la potencia mecánica es para el desarrollo de maquinaria industrial. Aquí, se contemplan todos los artefactos utilizados para el sector agrícola, el sector alimentario y el sector automovilístico.
Este tipo de máquinas particulares tienen la capacidad de poder mover, levantar, manipular y trabajar con grandes pesos. Los mecanismos de trabajo de estos artefactos implican un gran desgaste de energía para el aparato, y la resistencia a largo plazo resulta esencial.
En relación con este último punto, el uso de la potencia mecánica para el sector de la construcción es también esencial. Uno de los elementos más comúnmente utilizados aquí son las grúas: estas pueden mover y transportar grandes elementos, de un peso que el cuerpo humano no puede manipular. También, puede utilizarse para la manipulación y construcción de máquinas simples, que permitan a los trabajadores ejecutar tareas de menor complejidad.
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Fernández, A. M. (29 de mayo de 2023). Definición de potencia mecánica. Rasgos, tipos y usos. Definicion.com. https://definicion.com/potencia-mecanica/
