Este documento presenta un problema sobre la aplicación de conceptos de trabajo, energía y potencia para jalar un carrito de 150 kg a lo largo de 15 m. Se calculan la aceleración, fuerza, trabajo realizado, energía cinética y potencial. Finalmente, se concluye que estos conceptos son fundamentales en la vida diaria para fabricar, transportar y realizar acciones cotidianas de manera efectiva.

1. ACTIVIDAD INTEGRADORA.
“Tres en movimiento: trabajo, energía y potencia”
Oscar Resendiz Rojas.
17 de febrero de 2017
MODULO 19
M19C4G3-073
Facilitador
HECTOR FRANCISCO BERRONES CORTEZ
NOTA: Prepa en Línea SEP.
“Para realizar esta actividad es necesario que hayas revisado la unidad 2, especialmente los temas:
“Definición de movimiento circular uniforme y no uniforme”, “Periodo”, “Frecuencia” y “Ecuaciones
lineales”. Pues ahí encontrarás los referentes teóricos y ejemplos que te permitirán realizar esta
actividad”.

2. ¿Qué hacer?
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 15 m y sobre un piso que tiene 2.5 m de altura, un carrito que
tiene una masa de 150 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 400 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.
N
P=m.g
Fr
T/F
Ө
d
fa
N= Fuerzaque ejerce el
planosobre el auto.
P= Peso.
M= Masa.
G= Gravedad.
T/F= Fuerzaaplicadacon un
ángulo.
Fr= Fuerzarozamiento.
D= Distancia.
A= Aceleración.

3. 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
DATOS:
Ө=40 Fx=(400N) (cos45°)
F=400N Fx=(400N) (0.766) = 306.41N
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
Datos: F=306.41N, Fr=10, M= 150kg
Nota: A la fuerza se le debe restar el calor de la fuerza de fricción: 306.41-10 = 296.41N
Una vez obtenida el valor real de la fuerza tenemos los siguientes datos para realzar nuestra
operación.
F= 296.41N M=150kg
𝒇 = 𝒎. 𝒂
Despeje 𝒂 =
𝒇
𝒎
Sustitución de valores 𝒂 =
𝟐𝟗𝟔.𝟒𝟏𝑵
𝟏𝟓𝟎 𝒌𝒈
= 𝟏. 𝟗𝟕𝒎/𝒔 𝟐
Ө
Fy
Fx
Ө
Hipotenusa F
Adyacente x
Opuesto
y
𝑠𝑒𝑛 𝐴 =
𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑜𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜
𝐻𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎
cos 𝐴 =
𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝐴𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒
𝐻𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎
tan 𝐴 =
𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑂𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜
𝐶𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝐴𝑑𝑦𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒

4. 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).
El trabajo realizado se representa por dos fuerzas.
1. La fuerza que se realiza durante todo el desplazamiento en el eje “x”.
2. La fuerza de ficción durante el mismo desplazamiento.
Fórmula para sacar el trabajo realizado.
WN = WX + Wr
Eje x formula. WN = F d cosθ Formula incluyendo fuerza de fricción. Wr = Fr * d * cos 1800
Datos.
F = 400N D = 15m θ = 400 Fr = 10N
Sustituimos. WN = F d cosθ
Wr = 400N * 15m * cos 400
WX = 4,596.26

5. Sustituimos. Wr = Fr * d * cos 1800
Wr = 10N * 15 * -1
Wr = -150
Se sustituyen valores para la fórmula del trabajo realizado.
WN = WX + Wr
WN = 4,596.26 + -150 = 4,446m
Conversión de Newton y metros a joules.
Formula.
E = f * d = f =1N * d = 1m y el resultado es en joules.
R = 296.41 * 15 = 4,446 joules.
e. La energía cinética del carrito (en Joules) durante su movimiento.
Para usar la fórmula de la Ec se requiere tener la velocidad la cual se obtiene con la siguiente
formula:
𝒗 = 𝒗𝒊 + 𝒂. 𝒕
Sustitución 𝑣 = 0 + 3
𝑚
𝑠2 ∗ 15 𝑠𝑒𝑔 = 𝟒𝟓
𝒎
𝒔
V = 45m/s
Fórmula para obtener Ec: 𝑬𝒄 =
𝟏
𝟐
. 𝒎. 𝒗 𝟐
Sustitución de valores: 𝐸𝑐 =
1
2
∗ 150𝑘𝑔 ∗ 452 = 0.5(150𝑘𝑔)(2025𝑠) =
1
2
(303.750) = 𝟏𝟓𝟏, 𝟖𝟕𝟓 𝑱𝒐𝒖𝒍𝒆𝒔
f. La energía potencial (en Joules) si el carrito se detiene.
Datos: m=150kg g=9.81m/s2 h=2.5m
Formula: Ep = p.h y sabemos que P = m.g, la formula queda de la siguiente manera:
Ep = m.g.h
Sustitución de valores y operaciones.
Ep = (150kg) (9.81m/s2) (2.5m) = 3,678.75Joules

6. g. La potencia (en Watts) con la que es arrastrado el carrito.
Con anterioridad ya se había obtenido el trabajo realizado así que enseguida se hace la operación
para obtener la potencia.
Formula: 𝒑 =
𝒘
𝒕
Datos. WN = 4,446 t = 15seg
Sustitución de valores: 𝒑 =
𝟒,𝟒𝟒𝟔𝒋
𝟏𝟓𝒔
= 𝟐𝟗𝟔. 𝟒𝑾
4. Finalmente y a manera de conclusión, en párrafo breve responde:
¿Qué aplicación tienen los conceptos de energía, potencia, fuerza y trabajo en la vida diaria?
La energía es fundamental en tu vida diaria. Al extremo que nada se fabrica, se elabora o se transporta
sin la presencia, de distintas formas de Energía ya sea producida por combustión utilizada en el
transporte, electricidad para hacer funcionar artefactos eléctricos, (luz, tv, Computadoras,
refrigeradores...Etc.), por otro lado, el trabajo nos sirve para poder realizar nuestras acciones
cotidianas con mejor calidad, en el caso de la fuerza nos puede ayudar a realizar un mejor trabajo ya
que la usamos cuando necesitamos mover una caja o empujar el carro que esta varado, cargar algo
para ayudar a alguien en la calle, entre otros y la potencia nos sirve para realizar las cosas con mayor
rapidez y efectividad, por ejemplo un futbolista usa potencia para darle mayor fuerza y velocidad al
balón, un carro tiene potencia y este es más rápido, la potencia es importante y va de la mano con la
rapidez.
Conclusión Prepa en Línea SEP.
“Con el presente proyecto integrador has desarrollado tus habilidades para:
- Seguir instrucciones y procedimientos de manera reflexiva para alcanzar un objetivo.
- Analizar un problema y aplicar los saberes aprendidos para llegar a soluciones.
- Utilizar las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.
- Elaborar una conclusión a partir de los aprendizajes relacionados con trabajo, energía y potencia”.

7. Referencia:
EP, P.e. (s/nde octubre de 2016). Modulo 19 Dínamica de la naturaleza. del tema18 unidad2, “Definiciónde
movimientocircularuniformeynouniforme”:Recuperadoel 17de febrerode 2017 de
http://148.247.220.212/c4/pluginfile.php/10536/mod_resource/content/5/M19_U1.pdf
Berrones.,H.F. (15 de febrerode 2017). CUARTA SESION SINCRONA GRUPOM19C4G3-073. Recuperadoel 16 de febrero
de 2017, de CUARTA SESION SINCRONA GRUPOM19C4G3-073: https://www.youtube.com/watch?v=B-
q3_ZuqdnA&feature=em-lss
Figueroa,G.(07 de septiembre de 2016). Módulo 19 - Proyecto Integrador- Semana 4. (Y.Tube,Ed.) Recuperadoel 16
de febrerode 2017, de Módulo19 - ProyectoIntegrador- Semana4:
https://www.youtube.com/watch?v=DjOKKwFyYms