Laboratorio de Potencia

Laboratorio de Potencia
PSI Física
Nombre: __________________________
Fecha: _______________
Periodo: ______
Objetivos:

Aplicar los conceptos de conservación de la energía, energía potencial gravitatoria,
trabajo y potencia
Introducción:
¿Qué es la potencia? ¿Qué hace a alguien más poderoso? ¿La persona más fuerte es la más
poderosa? ¿La persona más rápida es la más poderoso? Bueno, ahora lo vas a descubrir.
Vas a competir en grupos con el resto de la clase. Vas a participar en grupos de alrededor de 5
personas, y escogerán quien creen que es el más poderoso. Esta persona estará compitiendo
contra el resto de los representantes de los grupos, y el equipo con la persona más poderosa
será coronado vencedor.
Descripción:
Para demostrar que es la persona más poderosa, los estudiantes estarán correrán por unas
escaleras lo más rápido que puedan. Como ya sabes, la potencia se define como la cantidad
de trabajo realizado, dividido por la cantidad de tiempo que se necesita para hacer el trabajo.
Usarás tu conocimiento para averiguar cuán poderoso es el representante de tu grupo .
Roles de grupo (preferiblemente grupos de 5):
Corredor: correr por las escaleras
Registrador: dar el aviso de: en su marca / listo / ¡ya! y registrar los tiempos
Cronometradores (3): tomar los tiempos
Materiales:
 3 Cronómetros
 Balanza de baño (opcional)
Procedimientos:
1) Decidir el papel de cada persona.
2) Registrador: introducir (en la tabla de la última página) la altura de cada paso y el
número de escaleras (del maestro)
3) Cronometradores: Ir a la parte superior de las escaleras y registrar: permanecer en la
parte inferior
4) Registrador: Decir en su marca/listo/ya para el corredor y también para los
cronometradores
5) Corredor: Ir tan rápido como sea posible a la parte superior y Cronometradores: Dejar
sus relojes en cuanto el corredor golpea la parte superior.
6) Registrador: Anotar los 3 tiempos.
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Recolección de Datos/Análisis:
Utiliza los datos y las tablas de análisis al final de este folleto para...
1) Corredor: cuánto pesa (en libras) y convertir a la masa en kg
________ lbs ÷ 2.2 = _______ kg.
2) Calcular la fuerza que el corredor utiliza para levantarse a sí mismo (F = mg).
3) Encontrar el tiempo medio necesario para que el corredor suba las escaleras, t.
4) Calcular qué altura hay con respecto a la parte superior de la escalera, H (H = nh,
donde n es el número de escaleras, y h es la altura de una escalera).
5) Calcular la velocidad vertical del corredor, v (v = H/t).
6) Calcular el trabajo realizado por el corredor, W (W = Fd = mgH)
7) Calcular la energía dividiendo el trabajo por el tiempo medio
8) Calcular la energía multiplicando la fuerza de los corredores y la velocidad vertical de
los corredores
Análisis:
1) El hombre comúnmente asociado con el concepto de potencia (por su trabajo con los
motores de vapor) fue James Watt. Recién calculaste la potencia de uno de tus
compañeros de clase en vatios (W) el nombre de la misma persona. Pero la unidad de
Watt para potencia era el "caballo de fuerza" (hp). 1 hp = 746 W. ¿Cuál la potencia de tu
compañero corredor en CV?
___________W ÷ 746 = _________hp
DURANTE LA DISCUSIÓN EN CLASE:
2) ¿Qué corredor fue....
a. el más fuerte (utilizando la mayoría de la fuerza)?___________________
b. el más rápido? __________________
c. el más poderoso? ________________
3) ¿Tu representante fue el más poderoso? Explica por qué él / ella era o no era.
Aplicación:
4) Una caloría de alimento es igual a 4184 J.
a) Sabiendo esto, ¿cuántas veces el corredor tiene que subir las escaleras con el fin de
quemar una comida de 500 calorías?
b) ¿Cuánto tiempo le llevará quemar la comida?
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Tablas de Recolección de Datos:
Masa, m
(kg)
Número de escaleras, n
Altura de una escalera , h
(m)
Nº cronometrador
Tiempo
1
2
3
Promedio
Análisis de Datos:
Tiempo
Promedio, t
(s)
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Fuerza del
corredor, F (N)
Altura de la
escalera,
H = nh
(m)
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Velocidad
Vertical,
v = H/t
(m/s)
Trabajo W =
Fd = mgH
(J)
Potencia
P = Fv
(W)
Potencia
P = W/t
(W)
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