Clase de mecanica

1. LICEO MAX PLANCK
Materia: Física
Grado: 10
Prof. José Sánchez
ACTIVIDAD N° 7
Tema: Potencia Mecánica
Objetivo: Analizar los elementos de la potencia mecánica
Bogotá, 24/03/2021

2. James Prescott Joule (Salford, Reino Unido, 24 de
diciembre de 1818-11 de octubre de 1889) fue un
físico inglés, uno de los más notables físicos de su
época, conocido sobre todo por sus investigaciones
en electricidad, termodinámica y energía. Estudió el
magnetismo, y descubrió su relación con el trabajo
mecánico, lo cual le condujo a la teoría de la energía.
La unidad internacional de energía, el calor y trabajo,
el joule, fue bautizada en su honor. Trabajó con lord
Kelvin para desarrollar la escala absoluta de la
temperatura, hizo observaciones sobre la teoría
termodinámica (efecto Joule-Thomson) y encontró
una relación entre la corriente eléctrica que atraviesa
una resistencia y el calor disipado, llamada
actualmente ley de Joule.
Reflexión
„El orden se mantiene claramente en el universo … gobernado por la
voluntad soberana de Dios.“

3. Dos personas suben hasta una altura de 4 m con
respecto al piso, por una escalera, como lo muestra la
figura. ¿Cuál de las dos personas realiza mayor
trabajo? ¿Por qué ?

4. La potencia mecánica se define como la rapidez con
que se realiza un trabajo. Se mide en watts (W) y se
dice que existe una potencia mecánica de un watt
cuando se realiza un trabajo de un joule por
segundo:1 W = J/seg.
LA POTENCIA MECÁNICA
Rapidez Trabajo
Tiempo
watt

5. 2 m
2 m
4.000 N
4.000 N
¿Cuál es el trabajo que ejerce cada Motor?
¿Cuál es la potencia de cada motor?
¿Cuál es mas eficiente?

6. Para referirnos a la potencia debemos tener en cuenta el tiempo durante el
cual una fuerza realiza un trabajo. En la figura 5, se muestran dos motores
que suben una carga a lo largo de un plano inclinado, por medio
de una cuerda.
El motor 1 ejerce una fuerza de 4.000 N y sube el objeto 2 metros a lo largo de
la rampa, en 5 segundos, mientras que el motor 2 ejerce la misma fuerza y
sube el objeto la misma distancia a lo largo de la rampa, en 10
segundos.
Los dos motores realizan un trabajo de 8.000 J, sin embargo,
difieren en el tiempo durante el cual realizan el trabajo. El motor 1 realiza el
trabajo más rápidamente que el motor 2. La potencia es la medida de la
rapidez con la cual se realiza un trabajo.

7. Expresión matemática es:
P = W
t
donde:
P = potencia en Joules/seg = watts o Vatios (W).
W = trabajo realizado en Joules (J).
t = tiempo en que se realiza en trabajo en segundos (seg).
Como el trabajo es igual a W= Fx y como la potencia es P = W/t = Fx/t,
pero x/t = v (velocidad) entonces la potencia es igual a: P = Fv.
P = Potencia mecánica en Watts.
F = Fuerza en Newton.
v = velocidad en metros por segundo (m/s).
Esta expresión permite calcular la potencia si se conoce la velocidad
que adquiere el cuerpo, misma que tendrá una dirección y un sentido igual a
la de la fuerza que recibe.
Para conocer la eficiencia (η) o rendimiento de una máquina que produce
trabajo, tenemos la expresión:
η = Trabajo producido por la máquina x 100.
Trabajo suministrado a la máquina.

15. 1280 w a H.P
1280 w a CV
CV= 736 W
1280/736?= 1,739 CV
1CV = 75 Kgm/s=130,42 Kgm/s
1HP= 73 kgm/s
1,7 HP

17. 1,- La propaganda de un automóvil de 1.250 kg de masa afirma que
tiene una potencia que le permite pasar de una velocidad inicial de 0
km/h a una de 90 km/h en un tiempo de 4,5 segundos. ¿Qué
potencia desarrolla el motor en HP?
2, El bloque de la figura sube con velocidad constante. Determina la
potencia desarrollada por la fuerza de 15 N cuando el bloque recorre
1,5 m hacia arriba en 10 s.

18. P=W/t:

21. En qué consiste y aplicaciones en industria y energía
El concepto de potencia es aplicable a todo tipo de energía, ya sea
mecánica, eléctrica, química, eólica, sónica o de cualquier clase. El tiempo
es muy importante en la industria, porque los procesos deben ejecutarse
con la mayor rapidez posible.
Cualquier motor hará el trabajo necesario con tal de tener suficiente
tiempo, pero lo importante es hacerlo en el menor tiempo posible, para
aumentar la eficiencia.
De inmediato se describe una aplicación muy sencilla para aclarar bien la
distinción entre trabajo y potencia.
Supongamos que se hala un objeto pesado mediante una cuerda. Para
hacerlo, se requiere de algún agente externo que haga el trabajo necesario.
Digamos que este agente transfiere 90 J de energía al sistema objeto-
cuerda, para que se ponga en movimiento durante 10 segundos.
En tal caso, la tasa de transferencia de energía es de 90 J/10 s o 9 J/s.
Entonces podemos afirmar que ese agente, una persona o un motor, tiene
una potencia de salida de 9 W.
Si otro agente externo es capaz de lograr el mismo desplazamiento, ya sea
en menos tiempo o transfiriendo menos cantidad de energía, entonces es

22. Ejemplos
– Los seres humanos y los animales desarrollan potencia
durante la locomoción. Por ejemplo, al subir escaleras es
preciso hacer trabajo contra la gravedad. Comparando a dos
personas subiendo una escalera, la que suba todos los
escalones primero, habrá desarrollado más potencia que la
otra, pero ambas hicieron el mismo trabajo.
– Los electrodomésticos y las maquinarias traen especificada
su potencia de salida. Una bombilla incandescente apropiada
para iluminar bien una habitación tiene una potencia de 100 W.
Esto significa que la bombilla transforma energía eléctrica en
luz y calor (la mayor parte) a una tasa de 100 J/s.
– El motor de una podadora de grama pueden consumir unos
250 W y el de un automóvil está por el orden de los 70 kW.
– Una bomba de agua casera suministra por lo general 0.5 hp.
– El sol genera 3.6 x 10 26 W de potencia.