Trabajo energía y potencia pdf
Estamos resolviendo una serie de problemas sobre el concepto de trabajo, energía y potencia. Aquí en este post vamos a resolver algunos problemas sobre la potencia y es la capacidad de hacer el trabajo en un tiempo determinado. Aunque el trabajo se realiza o la energía se utiliza en cada caso, la rapidez con la que hacemos el trabajo se mide con el término potencia. Se mide con una unidad watt y es una cantidad escalar. La potencia también puede expresarse como el producto punto de la fuerza y la velocidad.
En el problema se indica que la potencia de entrada de un motor eléctrico es de 200 kilovatios y su rendimiento es del ochenta por ciento. Hace funcionar una grúa con un rendimiento del noventa por ciento. Si la grúa se utiliza para levantar una carga de masa conocida, necesitamos medir la velocidad de esa masa. El problema es el que se muestra en el siguiente diagrama.
Como hay dos eficiencias involucradas en este caso, su valor efectivo tiene que ser medido como se muestra en el diagrama de abajo. Además, utilizando el concepto de eficiencia es la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada, podemos medir la potencia de salida requerida en el problema como se muestra en el siguiente diagrama. Además, esta potencia puede definirse como el producto punto de la fuerza y la velocidad. Aquí la fuerza no es más que el peso del sistema.
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Explicación: El trabajo se determina mediante la ecuación . Aquí, es la fuerza aplicada, es el desplazamiento del objeto y es el ángulo de la fuerza con respecto al movimiento del objeto. Como la gravedad está actuando sobre la caja, podemos resolver la fuerza de gravedad que causa el movimiento de la caja. Observa que en este caso se refiere al ángulo entre la gravedad y la trayectoria de la caja; así, el ángulo será de 60o, en lugar de 30o.
Observa cómo el trabajo realizado por la gravedad es igual a la energía potencial de la caja en la parte superior de la rampa. Esto se debe a que la energía mecánica se conserva en el sistema; por lo tanto, podemos establecer las dos ecuaciones iguales entre sí.
Observa que la masa de la caja para este problema es irrelevante. No hay desplazamiento vertical, por lo que la fuerza de gravedad no entra en juego. La única fuerza que importa en esta pregunta es la “fuerza de empuje”.
Dos estudiantes (el estudiante X y el estudiante Y) levantan una roca verticalmente del punto A al punto B. El estudiante X levanta directamente la roca del punto A al punto B, mientras que el estudiante Y utiliza una polea para levantar la roca. Esto permite al alumno Y aplicar una fuerza () que es tres veces menor que la aplicada por el alumno X (). Ambos estudiantes aplican la fuerza hacia arriba y tardan el mismo tiempo en completar esta tarea.
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=fmg . Señale que la aceleración debida a la gravedad es una constante, por lo tanto la PEe que resulta del trabajo realizado por la gravedad también será constante. Compare esto con la aceleración debida a otras fuerzas, como la aplicación de los músculos para levantar una roca, que puede no ser constante.
Teorema Trabajo-EnergíaEn física, el término trabajo tiene una definición muy específica. El trabajo es la aplicación de una fuerza, ff, para mover un objeto a lo largo de una distancia, d, en la dirección en que se aplica la fuerza. El trabajo, W, se describe mediante la ecuación
Los dos primeros ejemplos son bastante sencillos. La tarea no es trabajo porque los objetos no se mueven a lo largo de una distancia. Levantar una roca del suelo es trabajo porque la roca se mueve en la dirección en que se aplica la fuerza. El último ejemplo es menos evidente. Recordemos que, según las leyes del movimiento, no se requiere fuerza para mover un objeto a velocidad constante. Por lo tanto, aunque se aplique alguna fuerza para mantener la roca levantada del suelo, no se aplica ninguna fuerza neta para mantener la roca moviéndose hacia delante a velocidad constante.
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El mundo carece de alternativas energéticas seguras, bajas en carbono y baratas a gran escala para los combustibles fósiles. Hasta que no ampliemos esas alternativas, el mundo seguirá enfrentándose a los dos problemas energéticos actuales. El problema energético que recibe más atención es la relación entre el acceso a la energía y las emisiones de gases de efecto invernadero. Pero el mundo tiene otro problema energético global igual de grande: cientos de millones de personas carecen por completo de acceso a la energía suficiente, con terribles consecuencias para ellos mismos y para el medio ambiente.
El problema que domina el debate público sobre la energía es el cambio climático. Una crisis climática pone en peligro el entorno natural que nos rodea, nuestro bienestar actual y el de los que vengan después.
Este gráfico nos guiará en el debate sobre el problema energético mundial. Muestra las emisiones de CO2 per cápita en el eje vertical frente a la renta media de ese país en el eje horizontal.
En los países en los que la población tiene una renta media de entre 15.000 y 20.000 dólares, las emisiones de CO2 per cápita se acercan a la media mundial (4,8 toneladas de CO2 al año). En todos los países en los que la renta media de la población es superior a 25.000 dólares, las emisiones medias per cápita son superiores a la media mundial.