I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA” **** BARRANCA ****

ELAS PALMAS

NUEVA ESPERANZA

BARRANCA

TEMA 3: POTENCIA-ENERGÍA

A. INTRODUCCIÓN. La potencia es la razón de cambio a la que se

realiza trabajo. Es igual al cociente del trabajo

realizado entre el intervalo de tiempo que toma

realizarlo:

La unidad de potencia es el joule por segundo,

también llamada watt (en honor a James Watt,

quien desarrolló la máquina de vapor a fines

del siglo XVIII). Se gasta un watt (W) de

potencia cuando se realiza un joule de trabajo

en un segundo. Un kilowatt (kW) es igual a

1000 watts. Un megawatt (MW) es igual a un

millón de watts.

B. CONCEPTO DE POTENCIA

Cuando se contrata un trabajo, sin importar el

tiempo que tarden en hacerlo, se compra sólo

trabajo. Por ejemplo, si contratamos a una

persona para que lave nuestra ropa sin

indicarle el tiempo, ella lo podrá realizar en

una hora, en un día o en un año, con tal de que

lo lave todo. Pero si se compra el trabajo de un

día y se quieren hacer las cosas lo más rápido

posible, este es el lenguaje práctico de la

industria. La potencia es justamente ésto, la

rapidez de hacer trabajo.

Potencia es la rapidez con la que se realiza

el trabajo.

La unidad del S.I. para la potencia es el joule

por segundo, y se denomina watt (W). Por lo

tanto, un foco de 80 W consume energía a

razón de 80 J/s.

1 W = 1 J/s

Demostración:

C. POTENCIA INSTANTANEA.

Es el tipo de potencia que nos informa de la

rapidez con que se realiza trabajo en un

intervalo de tiempo muy corto. Si la potencia

es mecánica, su valor instantáneo se determina

así:

P = F.V.cos = Ángulo entre

“F” y “V”

Caso Especial:

P = F.V

D. EFICIENCIA.

El trabajo útil o salida de potencia de una

máquina nunca es igual a la de entrada. Estas

diferencias se deben en parte a la fricción, al

enfriamiento, al desgaste, contaminación, ...,

etc.

La eficiencia nos expresa la razón entre lo útil

y lo suministrado a una máquina:

Esquema simplificado:

1

3

P

Pn

Nota: Importante:

* P1 = P2 + P3

tiempodeintervalo

realizadotrabajoPotencia

t

trabajoP

t

d

F

t

dxF:

hacerloenempleadoTiempo

RealizadoTrabajoPotencia

FV

V

F

P = P + Psum útil perdida

Psum

Pperdida

F

v

Pútil

dasuministra(P)

útil(P)n

MÁQUINA

PÚTIL(P )3

P (P )1ABSORVIDA

P (P )2PÉRDIDA

*

E. ENERGÍA MECÁNICA

Es la energía que se debe a la posición o al

movimiento de un objeto. La energía mecánica

puede estar en forma de energía potencial o de

energía cinética.

F. ENERGÍA POTENCIAL

Un objeto puede almacenar energía en virtud

de su posición. La energía que se almacena en

espera de ser utilizada se llama energía

potencial (E.P.), porque en ese estado tiene el

potencial para realizar trabajo. Por ejemplo, un

resorte estirado o comprimido tiene el

potencial para hacer trabajo.

Para elevar objetos contra la gravedad terrestre

se requiere trabajo. La energía potencial

debida a que un objeto se encuentra en una

posición elevada se llama energía potencial

gravitacional. energía potencial gravitacional = peso x altura

E.P. = mgh

Observa que la altura “h” es la distancia

recorrida hacia arriba desde cierto nivel de

referencia, como la Tierra o el piso de un

edificio. La energía potencial “mgh” es

relativa a dicho nivel y únicamente depende de

“mg” y de la altura “h”. En la figura ves que la

energía potencial de la roca situada sobre la

saliente no depende de la trayectoria seguida

para llevarla hasta allí.

Para levantar una masa “m” hasta una altura

“h” se requiere un trabajo de “mgh”. (b) Por lo

tanto, el sistema Tierra - cuerpo tiene una

energía potencial Ep = mgh. (c) Cuando la

masa se suelta tiene la capacidad para realizar

el trabajo equivalente a mgh sobre el pilote.

EPG = m.g.H

H. ENERGÍA CINÉTICA

Un objeto que se mueve puede, en virtud de su

movimiento, realizar trabajo. El objeto tiene

energía de movimiento, o energía cinética

(E.C.). La energía cinética de un objeto

depende de su masa y de su rapidez. Es igual

al producto de la mitad de la masa por el

cuadrado de la rapidez.

energía cinética = 2

1masa.rapidez2

E.C. = 2

1mv2

La energía cinética de un objeto en

movimiento es igual al trabajo requerido para

llevarlo desde el reposo hasta la rapidez con la

que se mueve, o bien, el trabajo que el objeto

es capaz de realizar antes de volver al reposo.

2

.2mV

CE

Energía potencial elástica

Tiempo

RealizadoTrabajo)(PP 3útil

a200J 200J

200J

b

c

2m4m

2m

2m

F

mm

m

mgmgE = mghp

(a) (b) (c)

s = 0

h

m

Hg

W = 3200 lb

v = 60 mi/hm = 15 g

v = 400 mi/s

mV

2

2kxEPE

Energía mecánica

Em = EC + EPG + EPE

k

x