تشير القوة إلى مقدار الشغل الذي يبذله جسم ما في وحدة زمنية، أي أن الطاقة هي كمية فيزيائية تصف مدى سرعة إنجاز العمل. يتم تحديد مقدار العمل، فكلما كان الوقت أقصر، زادت قيمة الطاقة. صيغة إيجاد الطاقة هي: الطاقة = الشغل/الوقت. تحدد القوة الكمية المادية لسرعة العمل. يُطلق على الشغل المبذول في وحدة زمنية اسم القدرة ويرمز إليه بالرمز P.
قوة الموجات فوق الصوتية
في عملية نقل الموجات الصوتية، عندما تنتقل الموجة الصوتية إلى الوسط الثابت أصلاً، تهتز جزيئات الوسط ذهابًا وإيابًا بالقرب من موضع التوازن، مما يتسبب في الضغط والتمدد في الوسط. ويمكن اعتبار أن الموجات الصوتية تمكن الوسط من الحصول على طاقة حركية اهتزازية وطاقة وضع تشوه. الطاقة الصوتية التي يحصل عليها الوسط بسبب اضطراب الموجة الصوتية هي مجموع الطاقة الحركية للاهتزاز والطاقة الكامنة للتشوه.
بما أن انتشار الموجات الصوتية في الوسط يكون مصحوبًا بانتشار الطاقة، فإذا أخذنا عنصر حجم صغير (dV) في مجال الصوت، فلنفترض أن الحجم الأصلي للوسط هو Vo، والضغط هو po، والكثافة ρ0. الطاقة الحركية لعنصر الحجم (dV) بسبب اهتزاز الموجة الصوتية △Ek; △Ek=(ρ0 Vo)u2 /2
△Ek هي الطاقة الحركية، J؛ u هي سرعة الجسيمات، م/ث؛ ρ0 متوسطة الكثافة، كجم/م3؛ Vo هو الحجم الأصلي، m3.
ميزة مهمة للموجات فوق الصوتية هي قوتها. تتمتع الموجات الفائقة بقوة أقوى بكثير من الموجات الصوتية العادية. وهذا هو أحد الأسباب المهمة وراء إمكانية استخدام الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في العديد من المجالات.
عندما تصل الموجات فوق الصوتية إلى وسط معين، تهتز جزيئات الوسط بسبب عمل الموجات فوق الصوتية، ويكون تردد الاهتزاز هو نفس تردد الموجات فوق الصوتية. يحدد تردد اهتزاز جزيئات الوسط سرعة الاهتزاز. كلما زاد التردد، زادت السرعة. بالإضافة إلى كتلة جزيء الوسط، فإن الطاقة التي يتم الحصول عليها عن طريق اهتزاز جزيء الوسط تتناسب أيضًا مع مربع سرعة اهتزاز جزيء الوسط. ولذلك، كلما زاد تردد الموجات فوق الصوتية، زادت الطاقة التي تحصل عليها جزيئات الوسط. تردد الموجات فوق الصوتية أعلى بكثير من تردد الموجات الصوتية العادية، لذلك يمكن للموجات فوق الصوتية أن تجعل الجزيئات المتوسطة تحصل على الكثير من الطاقة، ولكن تأثير الموجات الصوتية العادية على الجزيئات المتوسطة صغير جدًا. بمعنى آخر، تحتوي الموجات فوق الصوتية على طاقة أكبر بكثير من الموجات الصوتية، ويمكنها توفير طاقة كافية للجزيئات المتوسطة.
