Prepa en Línea SEP
Proyecto integrador.
Tres en movimiento:
trabajo, energía y potencia
Módulo 19 Semana 4
Alumno: Miguel
Angel Martínez Zarco
Facilitador (a)
Ana Gabriela Figueroa Fonseca
Tutora Daniela
Carrillo Soto
M19C4G5-048
¡¡A veces caemos, pero la solidaridad y ayuda
mutua nos levanta!!
1. Lee
con atención el planteamiento del problema e identifica los datos
Para
desarrollar el siguiente problema es necesario que comprendas los temas de la
tercera unidad, sobre todo los relacionados con los conceptos de trabajo,
energía y potencia. Este proyecto busca que pongas en práctica los
conocimientos aprendidos.
Problema
Una
persona necesita jalar a lo largo de 15 m y sobre un piso que tiene 2.5 m de
altura, un carrito que tiene una masa de 150 Kg.
Para
jalar el carrito utiliza una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de
30 grados con respecto a la horizontal, con una fuerza aplicada de 300 N. La
aceleración es constante y se opone una fuerza de rozamiento que tiene un valor
de 10 N.
2. Con la
información dada y con los datos identificados, resuelve las siguientes
situaciones que se derivan del problema.
b.
Calcula el componente en el eje x de la fuerza aplicada, nos referimos a Fx.
Recuerda que para obtener el componente en x debes aplicar la fórmula:
Fx = F
coseno Θ
c. Con
los datos de masa y fuerza obtén el valor de la aceleración e incluye la imagen
de pantalla con el resultado obtenido. Para ello debes usar la siguiente liga
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/newt.html
3. Luego
calcularás lo que se te pide en los siguientes incisos, considerando que la
aceleración del carrito es de 2 m/s2 en un tiempo de 20 segundos. Aplica las
fórmulas correspondientes para obtenerlos.
d. Con
los datos de masa y fuerza obtén el trabajo realizado (en Joules).
e. La
energía cinética del carrito (en Joules) durante su movimiento.
f. La
energía potencial (en Joules) si el carrito se detiene.
g. La
potencia (en Watts) con la que es arrastrado el carrito.
Formulas
|
Segunda
Ley de Newton
F
= m * a
·
F
= fuerza (Newtons N)
·
m
= masa (Kg)
·
a
= aceleración (m/seg2)
|
Energía
potencial (Ep)
La
energía potencial gravitatoria es la energía potencial que depende de la
altura asociada con la fuerza gravitatoria. Ésta dependerá de la altura
relativa de un objeto a algún punto de referencia, la masa y la fuerza de la
gravedad.
Ep
= m * g * h
·
Energía
potencial (J)
·
m
= masa (Kg)
·
g
= gravedad (9.81m/seg2)
·
h
= altura (mts)
|
|
Fórmula
para el trabajo W
W
= f * d
·
W
= trabajo (Joules J)
·
f
= fuerza(N)
·
d
= distancia (mts)
|
Potencia
(P)
En
física, potencia (símbolo P) es la cantidad de trabajo efectuado por unidad
de tiempo. Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de
tiempo.
P
= W/t
·
Potencia
(Watt W)
·
W
= trabajo (J)
·
t
= tiempo (seg)
|
|
Energía cinética (Ec)
La Energía cinética es la
energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la
masa y de la velocidad del cuerpo.
Ec = m * a * d
·
Ec
= Energía cinética (J)
·
m
= masa (kg)
·
a
= aceleración (m/seg2)
·
d
= distancia (mts)
|
La
componente en el eje X de una fuerza F
Fx
= cos Ø * F
La
componente en el eje Y de una fuerza F
Fy
= sen Ø * F
|
B) Ø =
30 ° F = 300N
Fx = cos
30° * 300N
Fx =
0.86 * 300N
Fx = 258 Newtons
Fy = sen
30° * 300N
Fy = 0.5
*300 N
Fy = 150N
C) m =
150Kg F = 300N
F = m *
a
a =
F/m
a = 300N/150Kg
a = 2 m/seg2
3.
a = 2m/seg2 t = 20seg
d)
Trabajo = W = F * d
W = 300N
* 15mts = 4500J
W = 4500J
e) Energía
cinética
Ec = m *
a * d
Ec = 150Kg
* 2m/seg2 * 15mts
Ec = 4500J
f) Energía
potencial
Ep = m *
g * h
Ep =
150kg * 9.81m/seg2 * 2.5mts
Ep = 3678.75J
g)
Potencia
P = W/t
P = 4500J/20seg
P = 225 watts
4.
Finalmente y a manera de conclusión, en párrafo breve responde: ¿Qué aplicación
tienen los conceptos de energía, potencia, fuerza y trabajo en la vida diaria?
Se puede
decir que estos conceptos tienen mucha relación para con la vida cotidiana.
·
Energía:
Cuando
hablamos de energía, nos referimos comúnmente a un conjunto de conceptos
relacionados con la idea de aquello que es capaz de generar una cantidad de
movimiento, de trabajo o una transformación en la materia.
En ello
se dan la mano la física, la tecnología y la economía, pues conciben la energía
como un recurso necesario para obrar un cambio en las condiciones perceptibles
de la realidad a nuestro alrededor.
La
energía tiene una importante presencia en nuestra vida cotidiana: nos permite
cocinar nuestros alimentos, mantener caliente nuestra casa en invierno y fresca
en verano, iluminar espacios oscuros y desplazarnos a mayor velocidad en
nuestros automóviles.
"La
energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma".
·
Potencia
Se
define potencia como la rapidez a la cual se efectúa trabajo, o bien, como la
rapidez de transferencia de energía en el tiempo.
Algunos
ejemplos donde utilizamos la potencia en la vida sería… cuando levantas una
caja, cuando manejas un auto, los
aviones la utilizan, etc.
·
fuerza
En
física, una fuerza es una influencia que hace que un cuerpo libre de someterse
a una aceleración. Fuerza también puede ser descrito por conceptos intuitivos
como un empujón o un tirón que puede causar un objeto con masa para cambiar su
velocidad (que incluye a comenzar a moverse de un estado de reposo), es decir,
acelerar, o que pueden hacer que un objeto flexible a deformarse. Una fuerza
tiene tanto magnitud y dirección, lo que es un vector de cantidad.
Algunos
ejemplos donde se utiliza la fuerza son… al darle una patada a un balón, al
tirar o empujar un objeto, etc.
·
Trabajo
Se
denomina trabajo cuando una fuerza (que utiliza la medida newton) moviliza un
cuerpo y libera la energía potencial del mismo. El hombre o la máquina vence
una resistencia, como por ejemplo cuando se levanta una caja. Para medir el
trabajo se relaciona la distancia en que se desplaza un cuerpo y la fuerza
empleada. La unidad de trabajo es entonces el resultado del producto entre la
unidad de fuerza por la de longitud.
Dedicado a la
memoria de mi madre…
Una madre es una estrella fugaz que pasa por
nuestra vida, pero solo una vez… Amala, porque cuando su luz se apague, la
echaras mucho de menos, pero no la volverás a ver jamás.
newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energía/cinetica.html
http://concepto.de/trabajo-en-fisica/#ixzz4u2Oorx5N
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