Este documento presenta un proyecto sobre trabajo, potencia y energía realizado por 6 estudiantes. Explica las fórmulas y conceptos clave de trabajo, potencia y energía a través de ejemplos. También describe una maqueta experimental diseñada para demostrar que el trabajo y la potencia varían directamente con la masa al elevar cajas de diferentes pesos a distintas alturas en diferentes períodos de tiempo.
5. Objetivos:
OBJETIVO GENERAL
Estudiar las fórmulas de trabajo potencia y energía y aplicar los
conceptos para ayudarnos a resolver problemas definiendo y demostrando
por medio de ejemplos en conocimiento de las unidades .
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Demostrar la aplicación de fuerzas mediante fluidos, también
demostraremos que posee movimiento de rotación, energía cinética,
tenciones, Trabajo potencia y energía.
Explicar cómo se manifiesta los conceptos de trabajo y energía en
situaciones cotidianas.
Analizar la relación existente entre trabajo y cambio de energía.
6. TRABAJO POTENCIA Y ENERGÍA.
TRABAJO
Hablamos de trabajo cuando una fuerza (expresada en newton) mueve un cuerpo y
libera la energía potencial de este; es decir, un hombre o una maquina realiza un
trabajo cuando vence una resistencia a lo largo de un camino.
7. Formula
Trabajo = Fuerza • Distancia
Aquí debemos hacer una aclaración.
Como vemos, y según la fórmula precedente, Trabajo es el producto
(la multiplicación) de la distancia ( d) (el desplazamiento) recorrida
por un cuerpo por el valor de la fuerza ( F ) aplicada en esa
distancia y es una magnitud escalar, que también se expresa
en Joule (igual que la energía).
8. Ejemplo1.
Un remolcador ejerce una fuerza paralela y constante de 4.000 N sobre
un barco y lo mueve una distancia de 15 m a través del puerto. ¿Qué
trabajo realizó el remolcador?
9. Ejemplo 2.
Un comprador en el supermercado empuja el carrito con una fuerza de 45 N
que forma un ángulo de 30°hacia abajo con respecto a la horizontal.
Determine el trabajo por el comprador al recorrer un pasillo de 20m de
longitud. Trabajo realizado = F*d
10. Potencia.
Se denomina potencia al cociente entre el trabajo efectuado y
el tiempo empleado para realizarlo. En otras palabras, la
potencia es el ritmo al que el trabajo se realiza. Un adulto es
más potente que un niño y levanta con rapidez un peso que el
niño tardará más tiempo en levantar.
11. Formula
La unidad de potencia se expresa en Watt , que es igual a 1 Joule por segundo ,
12. Calcula el trabajo realizado por un gato de 50N de peso
al trepar a un árbol de 3m de altura. Que potencia
realiza el sí trepa al árbol en 2s?
Ejemplo.
13. Energía.
El concepto de energía surgió en la búsqueda de los Físicos por determinar
qué propiedades se conservan en los cuerpos tras las transformaciones. Se
encuentra íntimamente ligado al concepto de trabajo.
Energía es la capacidad que tiene un cuerpo o sistema físico de producir
trabajo.
Relación Energía - Trabajo
Como hemos dicho anteriormente la energía y el trabajo se encuentran
íntimamente relacionados. Mientras que la energía representa la capacidad de
los cuerpos de producir un trabajo, es decir, una transformación en ellos mismos
o en el entorno, el trabajo representa el proceso de transformación en sí.
14. Fórmula.
W=ΔE=Ef−Ei
Donde:
W: Trabajo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el Joule
(J)
∆E, Ef, Ei: Incremento de energía, energía final y energía inicial del proceso
respectivamente. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el
Joule (J)
16. EXPERIMENTO
MAQUETA
“POTENCIA Y TRABAJO” MATERIALES
BASE DE MADERA
CUBO DE MADERA
CAJA DE MADERA 0.05Kg
4 ARMELLAS
MASAS 0.05kg; 0.10Kg; y 0.40Kg
LIGAS
CORDÓN
17. DEMOSTRACIÓN VARIACIÓN TANTO EN EL
TRABAJO COMO EN LA POTENCIA
MENOR PESO=MENOR TRABAJO=MENOR
POTENCIA
DATOS:
W?
m=0,05Kg
d=0,36m
t=0,22s
P=?
MAYOR PESO=MAYOR TRABAJO=MAYOR
POTENCIA
DATOS:
W?
m=0,40Kg
d=0,42m
t=0,13s
P=?
18. “QUEDA DEMOSTRADO QUE
TANTO LA POTENCIA COMO EL
TRABAJO SON RELACIONES
DIRECTAMENTE PROPORCIONALES
A SU MASA”