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POTENCIA MECÁNICA

INTEGRANTES:

En la definición del trabajo no se especifica el tiempo que toma realizarlo. Si tenemos que levantar una carga esta tarea se puede hacer en algunos segundos, en horas o quizás tardaremos varios días. La relación entre el trabajo y el tiempo que toma realizarlo se denomina potencia y viene a ser una cantidad escalar.

DEFINICIÓN:

FÓRMULA:

Potencia = Trabajo efectuado tiempo que toma.

W t P

Joule (J) segundos (s) J = watt (W)

S

UNIDADES EN EL S . I

Si subimos lentamente las escaleras de un edificio no sentimos fatiga, pero si corremos quedamos exhaustos a pesar de haber hecho el mismo trabajo.

Esto sucede porque al correr desarrollamos más potencia ya que empleamos menos tiempo.

La potencia se puede calcular también conociendo la fuerza aplicada y la velocidad media del objeto:

Si la fuerza es paralela al desplazamiento el trabajo es:

reemplazando en la potencia:

P = W/t = Fd/t = F (d/t)

Recordemos que d/t es una velocidad media, luego :

P=Fv

P = W = Fd = F(d) t t t

W = Fd

El petróleo sería inútil si el hombre no hubiera ideado el motor de combustión interna. La energía interna del petróleo se convierte, en el motor, en energía mecánica. En las baterías la energía química se transforma en eléctrica. En los calentadores la energía se transforma en calor… etc.

El hombre ha inventado las máquinas para convertir un tipo de energía que se pueda utilizar.

Finalmente y sin poderse remediar, debido a la fricción, las máquinas se calientan. Decimos entonces que la energía se pierde en forma de calor. Por ejemplo: en un motor eléctrico por cada 100 J de energía eléctrica consumida 20J se disipan en forma de calor y los 80J restantes son convertidos en energía mecánica utilizable.

EFICIENCIA MECÁNICA:

Pp

Pu

Pc

La eficiencia (n) se define como:

eficiencia = potencia útil

potencia consumida

FÓRMULA :

Pc: potencia consumidaPu: potencia útilPp: potencia perdida

n = Pu/Pc

1) Una fuerza horizontal de 30 N es necesaria para desplazar en 6m una roca a través de una habitación. Halle el trabajo y la potencia si la operación duró 30s.

RESOLUCIÓN:

Graficamos el desplazamiento de la roca: 30N

6m

Cálculo del trabajo:

W= Fd cos 0º = (30 N) (6M) (1)

Cálculo de la potencia:

P = W = 180J =

t 30s

EJEMPLOS:

W= 180 J

P = 6W

2) Cada vez que un motor diesel consume 120J de combustible las pérdidas por calentamiento debido a la fricción equivalen a 90J, halle el rendimiento de este motor.RESOLUCIÓN: Representamos el motor. * Trabajo útil:

Wu = 30J

90J * Energía consumida:

120J Wc = 120J

30J * La eficiencia es:

n= Wu/ Wc = 3OJ/120J = 0,25

EJEMPLOS:

n = 25%