Trabajo, potencia y fricción

Unidad IV Dinámica (Energía, Trabajo y Potencia)
Trabajo, Potencia y Fricción
I.I. Laura Istabhay Ensástiga Alfaro.
Trabajo.
Se considera es una magnitud escalar, el cual se produce sólo cuando una fuerza
es capaz de mover a un objeto en la dirección que se aplica.
Podemos obtener el valor numérico del trabajo lo podemos obtener realizando el
producto de la fuerza con su respectiva dirección con respecto al valor del
desplazamiento que el objeto realiza.
Por lo general se representa bajo las siguientes ecuaciones.
T = F × d × cos θ
T = Trabajo exp resado en [
m ] = Joules ( J )
F = valor de la fuerza aplicada ( )
T = F ×d
d = desplazami ento (m )
θ = dirección de la fuerza
Ejemplo:
Una persona cuyo peso es 588 N sube por una escalera que tiene una longitud de
17 metros hasta llegar a una altura de 10 metros, calcular:
a) El trabajo que tuvo que realizar.
Como se había dicho hay que analizar los datos a utilizar, ver sí vamos a
realizar despejes y/o conversiones y por último las sustituciones para
encontrar lo solicitado.
Los datos son:
1
F = 588 d = 10 m; no se utiliza la altura de la escalera porque sólo subió 10 m
Como los datos son coherentes en unidades, procedemos a sustituir y
obtener el valor solicitado:
T = F × d = 588 ×10 m = 5880 m = 5880 J
Nota: algunos autores utilizan W para representar el trabajo, ya que la T puede
representarnos también Temperatura.
Potencia.
Se definirá como la rapidez con la que podemos realizar un trabajo. La potencia se
debe de medir en Watts y se expresa mediante la siguiente ecuación:
P=
T W Trabajo
Joules
J
= =
=
= = Watt
t
t
tiempo segundos s
Aunque que emplean de manera muy común el caballo de fuerza (hp) y el caballo
de vapor (cv), las equivalencias de estas unidades a Watts son:
1 hp = 746 W
1 cv = 736 W
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También se puede calcular la potencia si conocemos la velocidad del objeto y
utilizaremos la siguiente expresión: P = F × v
Ejemplo:
La potencia de un motor eléctrico es de 60 hp ¿A qué velocidad constante puede
elevar una carga de 9800 N?
De datos tenemos:
P = F ×v∴v =
P = 50hp = 37300 W
F = 9800 P 37300 W
=
= 3.81 m s
F
9800 Fricción.
Es una fuerza que se presenta cuando un objeto se desea desplazar, también se
le conoce como rozamiento.
Existen dos tipos de fricción:
•
Estática. Se presenta en un cuerpo en reposo oponiéndose a su
movimiento.
•
Dinámica. Es la fuerza que se va a requerir para que un cuerpo se deslice
de manera constante.
La mayoría de los problemas no consideran la fricción para no complicar el
ejercicio, aunque en la vida real siempre existe esa fricción.
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REFERENCIAS
1. Pérez Montiel, H., (2000), Física general, Publicaciones Cultural, 2ª.
Edición, México.
2. Tippens, (2003), Física Conceptos y Aplicaciones, Mc. Graw Hill, 4ª.
Edición, México.
3. Wilson, J., Buffa, A., (2003), Física, Pearson-Prentice Hall, 5ª. Edición,
México.
4. dr.croxwell©, (2004), Todo Motores Chile, recuperada el 2 de Octubre de:
http://todomotores.cl/mecanica/potencia.htm
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