Daya

Untuk kegunaan lainnya, lihat Daya (disambiguasi).

Dalam fisika, daya adalah kecepatan melakukan kerja. Daya sama dengan jumlah energi yang dihabiskan per satuan waktu. Dalam sistem SI, satuan daya adalah joule per detik (J/s), atau watt untuk menghormati James Watt, penemu mesin uap abad ke-18. Daya adalah besaran skalar.

Simbol umum	P
Satuan SI	watt

Integral daya terhadap waktu mendefinisikan kerja yang dilakukan. Karena integral tergantung lintasan dari gaya dan torsi, maka perhitungan kerja tergantung lintasan.

Sebagai konsep fisika dasar, daya membutuhkan perubahan pada benda dan waktu yang spesifik ketika perubahan muncul. Hal ini berbeda dengan konsep kerja, yang hanya mengukur perubahan kondisi benda. Misal, kerja yang dilakukan seseorang adalah sama ketika mengangkat beban ke atas tidak peduli ia lari atau berjalan, namun dibutuhkan daya lebih besar untuk berlari karena kerja dilakukan pada waktu yang lebih singkat.

Daya keluaran motor listrik adalah hasil perkalian antara torsi yang dihasilkan motor dengan kecepatan sudut dari tangkai keluarannya. Daya pada kendaraan bergerak adalah hasil kali gaya traksi roda dengan kecepatan kendaraan. Kecepatan di mana bohlam lampu mengubah energi listrik menjadi cahaya dan panas diukur dalam watt—semakin tinggi nilainya, maka dibutuhkan energi listrik per satuan waktu yang makin banyak.

Satuan

Foto Ansel Adams tentang kawat listrik di Pembangkit Listrik Boulder Dam, 1941–1942

Dimensi dari daya adalah energi dibagi waktu. Satuan SI daya adalah watt (W), yaitu satu joule per detik. Satuan daya lainnya adalah erg per detik (erg/s), daya kuda (hp), daya kuda metrik (Pferdestärke (PS) atau cheval vapeur (CV)), dan foot-pounds per menit. Satu daya kuda sama dengan 33.000 foot-pounds per menit, atau daya yang dibutuhkan untuk mengangkat beban 550 pound sejauh 1 kaki dalam 1 detik, sama dengan 746 watt. Satuan daya lainnya adalah dBm, pengukuran logaritmik relatif dengan acuan 1 milliwatt; kalori makanan per jam (disebut kilokalori per jam); Btu per jam (Btu/h); dan ton refrigerasi (12.000 Btu/jam).

Daya mekanik

Daya pada sistem mekanik adalah kombinasi gaya dan perpindahan. Daya merupakan perkalian antara gaya pada objek dengan kecepatan objek, atau perkalian torsi pada shaft dengan kecepatan sudut shaft.

Daya mekanik juga merupakan turunan kerja terhadap waktu. Dalam mekanika, kerja mekanik yang dilakukan oleh gaya F pada objek yang bergerak sepanjang kurva C dinyatakan oleh integral garis:

$W_{C}=\int _{C}{\mathbf {F}}\cdot {\mathbf {v}}\,\mathrm {d} t=\int _{C}{\mathbf {F}}\cdot \mathrm {d} {\mathbf {x}},$

dengan x mendefinisikan jalur C dan v adalah kecepatan gerak.

Daya pada titik manapun sepanjang kurva C adalah turunan waktu

$P(t)={\frac {\mathrm {d} W}{\mathrm {d} t}}={\mathbf {F}}\cdot {\mathbf {v}}=-{\frac {\mathrm {d} U}{\mathrm {d} t}}.$

Pada satu dimensi, dapat disederhanakan menjadi:

$P(t)=F\cdot v.$

Pada benda berotasi, daya adalah hasil perkalian torsi τ dan kecepatan sudut ω,

$P(t)={\boldsymbol {\tau }}\cdot {\boldsymbol {\omega }},\,$

dengan ω diukur dalam radian per detik. $\cdot$ melambangkan perkalian skalar.

Pada sistem tenaga fluida seperti aktuator hidrolik, daya dinyatakan dengan

$P(t)=pQ,\!$

dengan p adalah tekanan dalam pascal, atau N/m² dan Q adalah kecepatan alir volumetrik dalam m³/s (satuan SI).

Daya listrik

Artikel utama: Daya listrik

Daya listrik P yang dihasilkan komponen sama dengan

$P(t)=I(t)\cdot V(t)\,$

di mana

P(t) adalah daya, diukur dalam watt (joule per detik)

V(t) adalah perbedaan potensial sepanjang komponen, diukur dalam volt

I(t) adalah arus listrik, diukur dalam ampere

Jika komponen adalah resistor dengan rasio tegangan terhadap arus dengan waktu tetap, maka:

$P=I\cdot V=I^{2}\cdot R={\frac {V^{2}}{R}}\,$

di mana

$R={\frac {V}{I}}\,$

adalah hambatan, diukur dalam ohm.