MIV - U1 - Actividad 1. Trabajo mecánico y potencia Alumno 1

Física I

Módulo IV Energía mecánica Unidad 1 Trabajo y potencia MIV-U1- Actividad Evaluable 1. Trabajo mecánico y potencia

Instrucciones: I. En este ejercicio tendrás que analizar analizar algunas afirmaciones afirmaciones relacionadas con el trabajo mecánico y la potencia 1. Lee y analiza cuidadosamente cuidadosamente cada cada una de las afirmaciones que se presentan a continuación. 2. Haz clic en cada uno uno de los pequeños pequeños cuadros para para seleccionar si la afirmación es falsa o verdadera. 3. Explica el porqué porqué de tu selección selección si escogiste “Falso” 4. Graba y envía envía a tu tutor este documento documento por el medio medio señalado. señalado. a) La única condición condición para que se realice realice un trabajo trabajo es que la fuerza sea muy grande, independientemente de que produzca movimiento o no. Falso ☐ Verdadero ☐

La otra condición es que siempre y cuando produzca movimiento habrá un trabajo

b) El trabajo es es un vector con con la misma dirección dirección que la fuerza fuerza que lo produce. Falso ☐ Verdadero ☐

El trabajo es escalar y no un vector. Por lo tanto no posee una dirección por lo tanto es falso.

D.R.© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Eugenio Garza Sada 2501 Sur, Col. Tecnológico, Monterrey, N.L. México. 2011

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c) Las unidades del trabajo son los Newton. Falso ☐ Verdadero ☐ Las Unidades de trabajo son los Joules con el símbolo J

d) El trabajo sólo se presenta en objetos que se mueven horizontalmente. Falso ☐ Verdadero ☐ Se realiza trabajo con tan solo presentar movimiento así que este puede ser  cualquier dirección

e) La fricción cinética es una fuerza que puede efectuar un trabajo. Falso ☐ Verdadero ☐

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f) La potencia es un vector. Falso ☐ Verdadero ☐ La potencia es una magnitud escalar, por lo tanto carece de dirección y  sentido. g) La potencia se mide en Joules. h) La potencia es directamente proporcional al trabajo efectuado. Falso ☐ Verdadero ☐ Escribe aquí tu argumentación.

i) Al comparar dos máquinas que realizan el mismo trabajo, la que lo hace en menor tiempo es la que tiene menor potencia. Falso ☐ Verdadero ☐  Al contrario si tiene mayor potencia lo realiza en menor tiempo

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 j) Una máquina que realiza un trabajo con velocidad constante tiene potencia de cero. Falso ☐ Verdadero ☐ Mientras que se realice un trabajo habrá una potencia

II. Para cada uno de los siguientes ejercicios numéricos elabora los cálculos correspondientes para encontrar las variables que se piden. A. Una masa de 10kg se mueve sobre una superficie horizontal con coeficiente de fricción cinético de 0.30 hasta detenerse completamente después de recorrer 8 metros, ¿Qué tanto trabajo desarrolló la fricción cinética? Variables

Fórmulas

WFK= Fk= 0.30 d=8 metros CosƟ=180° m=10 g=9.81

WFK=FkdCosƟ Fk =µK N N=mg

Resolución del problema

N=mg N=10(9.81) N=98.1

Fk =µK N Fk =.30(98.1) Fk = 29.43

WFK=FkdCosƟ WFK=FkdCosƟ WFK=29.43 (8)Cos180o WFK=235.44Cos180o WFK=235.44 (-1) WFK=-235.44 J

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B. Una caja de 15kg se mueve sobre una superficie horizontal con coeficiente de fricción de 0.15 al ser estirada por medio de una fuerza de 90Nt aplicada en el mismo eje que el movimiento, si la caja se desplaza 12 metros, encuentra: a) el trabajo efectuado por la fuerza “F”, b) el trabajo efectuado por la fricción cinética, c) el trabajo neto aplicado sobre la caja. Variables

Fórmulas

W=? F=90Nt d=12

W =FdCosƟ

Resolución del problema W = (90Nt)(12m)Cos0 W= (90Nt)(12m)(1)= 150Nt m W= 1080Nt m = 1080 J

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C. Una grúa eleva con velocidad constante en 8 minutos un bloque de concreto de 200kg hasta la azotea de un edificio de 20 m de altura, ¿Cuál es la potencia de la grúa? Variables

T=8s M=200Kg D=20m

Fórmulas

F=mg WF=FdCosƟ

Resolución del problema F –w =0 F=w F=mg F=(200kg)(9.8m/s2 ) F= 1,960Nt WF=FdCos0 WF= (1960Nt)(20m)(Cos 0°) WF = (1960Nt)(20m)(1) WF = 39,200 Joules WF = 39,200J

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D. Una bomba eléctrica de agua tiene una potencia de 3/4 HP, y es usada para llenar una cisterna de con 1,500 litros de agua que se encuentra en la azotea de una casa a 8 metros por encima de piso. ¿Qué tanto tiempo le toma la bomba llenar la cisterna? Nota: considera que cada litro de agua es igual a 1 kg de agua. Variables Potencia: 3/4 HP Distancia vertical: 8m  Ángulo entre la fuerza y el movimiento: 0°

1HP=746Watts

Fórmulas

P=W/t=(FdCosƟ)/τ t =(FdCosƟ)/p F =mg

Resolución del problema

Potencia Fuerza P=.75HP(746Watts)/1HP F=1500Kg(9.8m/s2) P= 559.5Watts F=14700Nt

Tiempo t =(FdCos)/p t =(14700Nt (8m)Cos0)/ 559.5Watts t =117600Cos0)/ 559.5Watts t =117600/ 559.5Watts t =117600/ 559.5Watts t=210.18s

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