Energía, trabajo y potencia

Ejercicios de trabajo, energía y potencia
Ejercicio 1
Energía cinética del viento pasa a las palas del aerogenerador
palas se transfiere a un generador eléctrico que produce energía eléctrica.
Recuerda: Siempre hay disipación calorífica de energía
EOLICCAT: Para saber más de aerogeneradores
Ejercicio 2
Por radiación mediante ondas electromagnéticas
Energía mecánica de la rotación de las
Ejercicios de trabajo, energía y potencia
Ejercicio 4
Al acelerar, el cuerpo aumenta su energía cinética. Al frenar, esta energía disminuye ya que es transferida a otro
cuerpo o al entorno
Ejercicio 5
DATOS:
V0= 90 km/h=25 m/s
V1= 54 km/h= 15 m/s
m=900 Kg
¿∆Ec?
Ec= 1/2*m*v2
∆Ec= Ec1-Ec0= 1/2*900kg*(15m/s)2-1/2*900kg*(25m/s)2= -1,8*105 J
Ejercicio 6
DATOS:
h=1,5m
m=30 kg
¿F?
¿W?
F=mg=30*9,8= 294 N de fuerza con sentido opuesto al peso
W= F*∆x= 294N*1,5m= 441 J
Ejercicio 7
El trabajo realizado es de 0 J ya que no ha habido desplazamiento.
Ejercicio 8
DATOS:
m=750Kg
hpiso=2,9m
total de pisos=6
¿W?
∆h= 6pisos* 2,90 m/piso= 17,4m
EL ascensor aplica una fuerza igual al peso pero de sentido opuesto
P=F=m*g= 750kg*9,8m/s2= 7350 N
W= F*∆x= 7350N*17,4m= 1,28*105 J
Ejercicio 9
La Fc es perpendicular a la trayectoria (al desplazamiento), por ello el trabajo es nulo.
Ejercicios de trabajo, energía y potencia
RECUERDA:
Ejercicio 10
Todas las respuestas dan 1J
a.
b.
c.
d.
e.
Ec= ½*m*v2
Ep=m*g*h
Q=m*ce* ∆t
Ec= ½*m*v2
W=P*t
DATO: ce del agua= 4180 J/kg*K
Ep=m*g*h
Ejercicio 11
DATOS:
m=1500Kg
v0=72 km/h=20m/S
FR= 3000n
∆x= 100m
¿v1?
W= F*∆x= 3000N*100m= 3*105 J
W= Ec1-Ec0
W+ ½∗m∗(v0)2
½∗m
v1= √
W= ½*m*(v1)2 - ½*m*(v0)2
=√
300000+(750∗400)
750
Ejercicio 12
Cuando un vehículo frena disminuye su energía cinética ya que reduce su velocidad.
Si la energía cinética disminuye esto implica que ha habido un trabajo resistente.
Ejercicio 13
DATOS:
∆Ep= 50000 J
W= ∆Ep= m*g*(h1-h0)
mtotal= 1200 kg h0=0m
50000 J= 1200Kg*h1
h1= 4,25m
¿h1?
= 28,28 m/s
Ejercicios de trabajo, energía y potencia
Ejercicio 14
DATOS:
m=10kg
W=3000J
∆h= 20m
¿v?
W= 3000j
∆Ep= 10kg*9,8m/s2*20m= 1960J
W=∆EM= ∆Ep+∆Ec
∆Ec = W-∆Ep
∆Ec= 3000J-1960J = 1040 J
∆Ec= Ec1-Ec0= ½*10kg*(v1)2 – 0J
1040J= ½*10kg*(v1)2
v1= 14,42 m/s
Ejercicio 15
DATOS: m=8kg
Punto A=5 m altura ; vA= 4 m/s
¿Ep, Ec y velocidad en el punto B=2m de altura?
En el punto A:
EpA= m*g*hA= 8kg*9,8 m/s2*5m= 392J
EcA= ½*m*(vA)2= ½*8kg*(4m/s)2= 64J
EMA= EpA+EcA= 64J+392J= 456J
Recuerda: La energía mecánica se conserva
En el punto B:
EpB= m*g*hA= 8kg*9,8 m/s2*2m= 147J
EcB= ½*m*(vB)2
Ejercicio 16
vB= √
EcB
½∗m
299J
=
4𝑘𝑔
=√
EcB= EMB - EPb= 456J- 157J= 299J
8,65 m/s
Ejercicios de trabajo, energía y potencia
Ejercicio 18
a) DATOS:
m=300g=0,3kg
h=2,5m
¿v al llegar al suelo?
Ep0= m*g*h= 0,3kg*9,8 m/s2* 2,5m= 7,35J
Ec0= 0J
EM0= 0+7,35J=7,35J
La energía mecánica se conserva así que: EM1= 7,35J
b)
DATOS:
Ec1
m=300g=0,3kg
h=2,5m
Energía disipada por el aire= EM/4= 7,35J/4= 1,84J
Ec
7,35J
v1= √ ½∗m = √0,15𝑘𝑔 = 7 m/s
Ec1= ½*m*(v1)2
Ec1= EM1 – Ep1 = 7,35J – 0J= 7,35J
¿v al llegar al suelo si el aire disipa la ¼ de EM?
EM= 7,35J-1,84J= 5,51J
Ec= EM – Ep = 5,51J – 0J= 5,51J
5,51J
v= √ ½∗m = √0,15𝑘𝑔 = 6,06 m/s
Ec= ½*m*(V)2
Ejercicio 19
Debido a la fricción, parte de la energía suministrada se pierde por calor.
Ejercicio 20
La máquina transfiere como energía útil el 40% de la energía que se suministra. El 60% se disipa caloríficamente.
Ejercicio 21
DATOS: Rendimiento=45%
m=100kg
h=20m
¿consumo de energía?
W= ∆Ep= 100kg*9,8m/s2*20m= 19600J
𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 ú𝑡𝑖𝑙
r(%)=𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎*100
energía suministrada=
19600𝐽
*100=
45
43555,56J
Ejercicio 22
DATOS:
P=500W
W=P*t= 500W*15s=7500J
MRU: S1=S0+v*t
m=20kg
t=15s ¿h?¿v?
W=∆Ep= m*g*h
𝑊
h= 𝑚∗𝑔= 38,27m
38,27m=0m+v*15s
v= 2,55 m/s
¿P(W)? ¿P(KW)?
¿W en 1 hora si el rendimiento=70%?
Ejercicio 23
DATOS: P=300CV
735𝑊
=
1𝐶𝑉
P= 300CV
220500 W= 220,5KW
t=1h=3600s
Energía suministrada=Pt= 220500W*3600s= 7,94*108 J
𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 ú𝑡𝑖𝑙
r(%)=𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑠𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎*100
Wútil=
7,94∗108 J∗70
=
100
5,56*108J