Qual è la relazione tra energia e potere?

Qual è la relazione tra energia e potere?

La potenza è la velocità con cui il lavoro viene svolto e l'energia è la capacità di fare lavoro. L'energia è spesso espressa in kilowattora e la potenza è spesso espressa in kilowatt.

Un modo semplice per comprendere la relazione tra lavoro, potere ed energia comporta la rotazione di un bullone all'interno di un dado stretto usando una chiave inglese. Il lavoro è definito come forza moltiplicata per la distanza su cui agisce la forza. Ogni volta che la chiave viene spinta con una certa forza su una certa distanza, viene eseguito il lavoro. Per trasformare un ipotetico bullone di 90 gradi richiede una certa quantità di lavoro. Questo lavoro può essere realizzato, ad esempio, con una lunga chiave spostata con una piccola forza su una lunga distanza, o con una chiave inglese spostata con una grande forza su una breve distanza.

In questo esempio, la potenza è uguale alla velocità con cui viene eseguito il lavoro, quindi se si ruota il bullone di 90 gradi ogni 10 secondi, la potenza è doppia rispetto a quella prodotta ruotando il bullone di 90 gradi ogni 20 secondi. La potenza è la stessa sia che si usi una chiave lunga con poca forza o una chiave inglese con molta forza, a patto che il bullone sia ruotato alla stessa velocità, ad esempio 90 gradi ogni 10 secondi.

Se un motore elettrico sta girando il bullone, allora il flusso totale di elettricità può essere misurato in kilowattora, e questo equivale all'energia. La potenza del motore elettrico è la velocità con cui viene rilasciata l'energia. Per far girare i bulloni di quattro giri è necessaria la stessa energia sia che venga eseguita in 1 secondo con potenza elevata o in 100 secondi con bassa potenza.

Un esempio quotidiano di energia e potere coinvolge le automobili. I motori automobilistici sono caratterizzati dalla loro potenza massima, misurata in cavalli vapore o kilowatt. La potenza massima del motore informa ampiamente il cliente delle prestazioni del veicolo, ad esempio la velocità con cui può sorpassare un altro veicolo mentre si muove a velocità autostradale o la massima velocità raggiungibile, perché descrive la velocità massima a cui il lavoro è eseguita. La capacità del serbatoio del carburante del veicolo è solitamente misurata in galloni per descrivere il volume di stoccaggio del combustibile, ma potrebbe essere espressa in kilowattora per descrivere la capacità di energia chimica del carburante.

Nel caso di un'automobile, l'energia può essere semplicemente considerata come la quantità di carburante nel serbatoio, e la potenza può essere pensata come quanto il piede sta deprimendo l'acceleratore.