Un vatio es una medida de potencia y la potencia es la tasa de rendimiento del trabajo . Ambos términos tienen un significado especial en el campo de la física.
El trabajo en física es una cantidad mensurable, como la distancia recorrida, la longitud, el tiempo, etc. No se mide directamente, sino que se evalúa. No, ya tenemos cantidades útiles como velocidad, momento, velocidad, distancia, desplazamiento, aceleración y fuerza. Uno podría querer preguntar, “¿por qué tener una cantidad extraña como el trabajo ?”
La razón es que hay muchas maneras de mover algo. Puedes quemar combustible para mover un vehículo, puedes dejar caer un objeto desde una altura, puedes usar fuerzas electromagnéticas para mover algo (como en una campana de llamada o el diafragma de un altavoz), o puedes bombardear algunas partículas pequeñas con haces de luz para hacerlos mover. Calentar cualquier sustancia hace que sus átomos se muevan más rápido. El polvo vibra cuando sopla con una onda de sonido. Una pregunta frecuente es: “¿Cuánto calor se necesita para que el tren avance una pulgada hacia adelante?”, O “¿Cuánta corriente se necesita para hacer que el diafragma de un altavoz vibre tanto?”. Para responder a estas preguntas, necesitamos encontrar una medida común entre diferentes dominios como el calor, la luz, la electricidad, el magnetismo y, por supuesto, el movimiento. En la cara, tenemos tal medida. La medida se llama energía .
→ La energía del calor en un objeto es su temperatura por su capacidad calorífica, que es la integral de su calor específico sobre su masa.
→ La energía de una onda de luz es la magnitud cuadrada de su vector Poynting.
→ La energía debida a la gravedad es el peso de un cuerpo multiplicado por su altura.
Del mismo modo, la energía debida al movimiento es la mitad del producto del momento y la velocidad.
Cuando algo pone energía de movimiento en un objeto, decimos que está trabajando en ese objeto. Esta es solo una forma de decir, una especie de jerga. El trabajo es energía, como el desplazamiento es posición. El desplazamiento es el cambio de posición, y el trabajo es el cambio de energía.
Sin embargo, es un hecho conocido de la vida que la cantidad de trabajo realizado rara vez es relevante. Los ingenieros trabajan principalmente con la velocidad a la que se realiza el trabajo. Por ejemplo, la corriente que entra en un altavoz tiene que ver con la velocidad a la que se realiza el trabajo mediante el diafragma del altavoz. Por eso, la tasa de trabajo es muy relevante. Esto se conoce como poder. Cuando transfieres poder a algún objeto, significa que estás trabajando en ello (lo que simplemente significa que lo estás tirando o empujando y lo estás acelerando). Ahora, claramente, deben existir medidas equivalentes de potencia en calor, electricidad, etc. Ciertamente, sí existen. Existen fórmulas para calcular la potencia de transferencia de calor (tasa de cambio de temperatura [math] \ times [/ math] capacidad de calor), corriente eléctrica (corriente [math] \ times [/ math] voltaje), etc. Todas estas medidas dan como resultado potencia equivalente.
Ahora, cuando calculas algo con una fórmula, debes tener una unidad para medirlo. La unidad para medir la potencia es el vatio. Esto nos devuelve a su pregunta original: ¿qué es un vatio?
→ Cuando 1 Amperio de corriente fluye a lo largo de un componente eléctrico con 1 voltio de voltaje a través de él, se transfiere 1 vatio de potencia.
→ Cuando un cuerpo de capacidad calorífica de 1 Joule / kilogramo se enfría a 1 grado Celsius en un segundo, ha liberado 1 energía térmica a un promedio de 1 vatio.
→ Cuando un cuerpo que se mueve a 1 metro por segundo se empuja a una velocidad de 1 metro por segundo en la dirección de la fuerza, recibe 1 vatio de potencia.
Estos son solo ejemplos simples de cómo el poder vincula muchas dimensiones de la física en un todo holístico.