Potências, o que são? Definição, tipos de potência, potenciação e cálculo

Potências representam a taxa de variação da quantidade de energia que é liberada ou recebida por um sistema, dentro de um intervalo de tempo.

As potências são classificadas como uma grandeza física escalar, utilizadas para indicar a quantidade de trabalho que é realizado em determinado processo.

Em outras palavras, são operações matemáticas que possuem um expoente natural, onde é possível realizar uma multiplicação com fatores iguais.

Por ser medida em watts (W), esta grandeza física escalar pode indicar duas condições: a taxa de realização de um trabalho por segundo ou a quantidade de energia consumida por segundo.

De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), um watts equivale a 1 joule por segundo. Portanto, a potência se resume à taxa de variação da quantidade de energia que ocorre entre dois sistemas, em dado intervalo de tempo, durante o processo de fornecimento ou recebimento de energia.

Tipos de potências

As potências, de modo geral, representam a taxa de variação da quantidade de energia que é liberada ou recebida por um sistema, dentro de um intervalo de tempo. Isso quer dizer que, caso um aparelho realize uma atividade em menor tempo, significa que ele possui mais potência se comparado ao outro equipamento.

Potências, o que são? Definição, tipos de potência, potenciação e cálculo
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Sendo assim, a definição potência, por mais que seja estabelecida como uma grandeza física escalar, possui especificações, dependendo da área na qual é abordada. Por exemplo, existe a potência na física, na mecânica e a potência elétrica.

Potência na física

Na física, a potenciação é calculada de acordo com a quantidade de energia que é liberada ou concedida por um copo, levando em consideração um intervalo de tempo. Isso significa que as potências representam a taxa de variação da energia em função do tempo.

Dessa forma, esta grandeza física é utilizada, principalmente, para medir a rapidez com o que uma forma de energia é capaz de se transformar em trabalho. Com isso, leva-se em consideração a variação do tempo. Para calcular, utilizamos a seguinte fórmula:

P = t / Δt

Onde, P é a potência média (W) – unidade equivalente ao joule por segundo (J/s), t é o trabalho e Δt é o intervalo de tempo, medido em segundos. Na física, o trabalho representa a transformação de uma forma de energia em outra forma de energia por meio da aplicação de uma força.

Sendo assim, a definição de potência na física está relacionada com qualquer forma de energia que é transformada em outra forma de energia. Exemplo disso é o que ocorre com a energia potencial elétrica, a energia mecânica e a energia térmica.

Mecânica

A potência na mecânica se refere à taxa de variação de uma determinada forma de energia relacionada ao estado de movimento que a mesma realiza no trabalho.

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Nesse sentido, a potência mecânica de um corpo só é calculada ao observar as variações de sua energia cinética, bem como de sua energia potencial. Neste caso, o corpo precisa estar em movimento.

Entretanto, a força mecânica de um corpo só é calculada quando estes corpos permanecem em atrito, já que é necessário que haja transformação da energia mecânica. O movimento, neste caso, é aplicado aos sistemas dissipativos, ou seja, que apresentam atrito.

Potência elétrica

A potência elétrica é a medida que mais está presente, e pode ser percebida, no nosso dia a dia. Isso porque é um tipo de potência que deve ser analisada quando, por exemplo, adquirimos aparelhos eletrodomésticos.

Todos os aparelhos possuem uma capacidade elétrica de transformar a energia potencial em outras formas de energia, como a energia cinética. Então, dizemos que um aparelho possui potência quando este consegue transformar uma grande quantidade de energia em outras formas de energia em um curto período de tempo.

Dito isso, a potência pode ser calculada se considerarmos a razão entre o trabalho realizado e o intervalo de tempo que foi necessário para que a energia fosse transformada.

Potenciação

Na matemática existem diversos cálculos que envolvem, por exemplo, a multiplicação repetida dos números. Em alguns casos, não é possível representar todos os números que precisam ser multiplicados e, como forma de simplificar, existe a potenciação.

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Em outras palavras, a potenciação, também chamada de exponenciação, é uma operação matemática que representa a multiplicação de fatores iguais. Sendo assim, temos: an = a.a.a.a.a … a. 

Neste caso, o a representa a base, ou seja, o número que está sendo multiplicado por ele mesmo várias vezes. Já o n é o expoente e corresponde ao número de vezes que o número é multiplicado. Por exemplo:

Observe a potência: 43 – lê-se quatro elevado a terceira potência ou quatro elevado ao cubo. Então, temos:4= 4 x 4 x 4 = 16 x 4 = 64. Onde, 4 é a base, 3 é o expoente e 64 é a potência, ou seja, o resultado do produto.

Propriedades

As potências possuem algumas propriedades que facilitam a resolução das operações que envolvem expoentes. Sendo assim,

  • As potências que possuem expoente igual a zero sempre vão resultar em 1. Ex: 50=1;
  • Quando a potência possuir o expoente igual a 1, o resultado será sempre o valor da própria base. Por exemplo: 31 = 3;
  • Se a base da potência possuir um número negativo e o expoente for um número ímpar, então o resultado será sempre negativo. Exemplo: (- 3)3 = (- 3) x (- 3) x (- 3) = – 27;
  • Agora, se a base for negativa, mas o expoente é um número par, então o resultado será positivo. Observe: (- 2)2 = (- 2) x (- 2) = +4;
  • Em casos onde o expoente for negativo, é necessário inverter a base e mudar o sinal do expoente para positivo. Ex: (2)– 4 = (1/2)4 = 1/16;
  • Por fim, quando as operações matemáticas envolvem frações, o numerador e o denominador ficam sempre elevados ao expoente, por exemplo: (23 / 33) = 8/27.

O que achou da matéria? Se gostou, confira também qual a História dos números e e o que são Números inteiros.

Fontes: Brasil Escola, Brasil Escola, Toda Matéria, InfoEscola e Escola Kids 

Imagens: GCF Global, Quero Bolsa, Portal do Instituto Claro e Professor Valentim

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