Tres en movimiento: trabajo, energía y potencia
Un documento elaborado con el procesador de textos, en el que expongas el problema planteado, el desarrollo y solución a las situaciones que de este se derivan, y una breve conclusión.
¿Qué hacer?
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 12 m y sobre un piso que tiene 2.5 m de altura, un carrito que tiene una masa de 120 Kg.
Para jalar el carrito utiliza una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de 40 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.
a. Representa con un esquema de vectores, las fuerzas del problema planteado. Las fuerzas que actúan son la que realiza la persona para jalar el carrito, el componente en x de esa fuerza y la fuerza de rozamiento.
b. Calcula el componente en el eje x de la fuerza aplicada, nos referimos a Fx. Recuerda que para obtener la 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 3 m/s2 en un tiempo de 15 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.
4. Finalmente y a manera de conlusión, en párrafo breve responde: ¿Qué aplicación tienen los conceptos de energía, potencia, fuerza y trabajo en la vida diaria?
5. Integra todos tus incisos en un archivo de procesador de textos.
1 respuesta
Tu respuesta
Tres en movimiento: trabajo, energía y potencia
En el enlace que te indico hay respuestas de este problema. Bastante confunde su enunciado. El Profesor Valero y yo dimos alli sendas respuestas. Te esta faltando el dibujo de la situación.
Ahora seria lo mismo con nuevos datos:
Una persona necesita jalar a lo largo de 12 m y sobre un piso que tiene 2.50 m de altura, un carrito que tiene una masa de 120 Kg.
Para jalar el carrito utiliza una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de 40 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.
a) EL dIAGRAMA DE cUERPO lIBRE es muy simple. Horizontalmente la fuerza de arrastre = 300N COS 40° = 230 N.( hacia la derecha) .....la fuerza de roce..opuesta = -120 N ( hacia la izquierda.) Verticamente y hacia arriba... la fuerza de reacción del suelo + componmente vertical de la fuerza aplicada:
Seria =( 120 Kg x 10 m/seg^2 ) + ( 300 x sen 40°) = 1200 + 192.83 = 1392.83 N.
c) Fuerza aplicada = Masa x Aceleracion..........300N = 120 Kg x aceleracion
Aceleracion = 300/120 = 2.50 m/ seg^2 ( En el sentido de la fuerza impulsora aplicada).
d) Trabajo realizado para impulsar el carrito los 12 metros:
Trabajo = Fuerza neta x distancia recorrida + Energia disipada por roce= 230 N X 10 m + 10N X 10 m = 2400 Joules.
e)Energia cinetica adquirida por el carrito = 230 x 10 = 2300 Joules.
f)El carrito se desplazo siempre horizontalmente. Luego su energía potencial no ha variado. Vale constantemente= m x g x altura = 120Kg x 10 m/seg^2 x 2.50 m = 3000 Joules.
g) Potencia de arrastre en Watts = Trabajo de arrastre / tiempo = 2400J / 15 s = 160 Watts.
3) Este punto. Tal como lo presentan, confunde todo ya que asume aceleración = 3 m/seg^2......???
4) Aquí debe referirse a los variados aspectos de nuestra vida diaria dado que nos encontramos constantemente en movimiento, realizando intercambios de energía potencial ( altura) en cinética ( velocidad) y disipando parte de la misma en forma de rozamiento( calor). La velocidad o razon de cambio temporal de estas energias determina la potencia puesta en juego.
