TRABAJO ENERGIA Y POTENCIA

Sandy Dayana CáceresCarol Michel Chía Villamizar

Crhistian David FarfánJairo Enrique López

Jairo Andrés Boada AyalaEdward España Villarreal

Leonel Ardila

DefiniciónEl trabajo es definido como la fuerza necesaria para desplazar un cuerpo a una distancia determinada.

W = TrabajoF = FuerzaD = Distancia

TRABAJO

Características El trabajo es una magnitud directamente proporcional a

la fuerza y al espacio recorrido por el punto de aplicación de dicha fuerza en su misma dirección.

Sin desplazamiento no hay fuerza. Cuando la fuerza es perpendicular al movimiento, el

Angulo será de 90°, esto quiere decir que no hay trabajo.

W = F*D*Cos(90°) es = ‘0’ y el trabajo será CERO (0)

TRABAJO

UNIDADES DE TRABAJO

Sistema M.K.S : JulioSistema C.G.S : Ergio

1 Julio = N * m = kg m2/Seg21 Ergio = d * cm = g cm2 / seg2

TRABAJO NETOSe habla de trabajo neto cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas para desplazar un cuerpo.

Ejercicio de Trabajo (W)

LA ENERGIA

DEFINICIÓN En física, «energía» se define como la capacidad de un cuerpo para realizar

un trabajo. La energía es la capacidad de hacer funcionar las cosas. La unidad de medida que utilizamos para cuantificar la energía es el Julio (J).

En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para poder extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

CARACTERISTICAS La energía tiene 4 características básicas:

Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma, siendo durante esta transformación cuando se ponen de manifiesto las diferentes formas de energía.

Se conserva. Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene. La energía no se destruye.

Se transfiere. La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor, ondas o trabajo.

Se degrada. Solo una parte de la energía transformada es capaz de producir trabajo y la otra se pierde en forma de calor o ruido (vibraciones mecánicas no deseadas).

TIPOS

Existen distintas clasificaciones posibles para la energía, según los aspectos en los que nos fijemos:

ENERGIA MECANICA: Se divide en estas formas: Energía cinética, que se manifiesta cuando los cuerpos se mueven. Es decir, es

la energía asociada a la velocidad de cada cuerpo. Se calcula con la fórmula: E c= ½ m • v 2

Donde m es la masa (Kg), v la velocidad (m/s) y E c la energía cinética (J=Kg*m 2 /s 2 )

Energía potencial gravitatoria, que hace referencia a la posición que ocupa una masa en el espacio. Su fórmula es:

E p= m • g • h Donde m es la masa (Kg), g la gravedad de la Tierra (9,81 m/s 2 ), h= la altura (m)

y E p la energía potencial (J=Kg*m 2 /s 2 ).

La energía potencial elástica Es la energía que tiene un cuerpo que sufre una deformación. Su valor

depende de la constante de elasticidad del cuerpo (k) y de lo que se ha deformado (x).

E e= ½ m •k • x

Principio de conservación de la energía El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se

crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

Principio de conservación de la energía mecánica. E m = E c+ E p = constante.

Esta catapulta hace uso de la energía potencial elástica.

EJERCICIOS 1. Calcula la energía cinética de un vehículo de 1000 kg de masa que circula a

una velocidad de 120 km/h. Solución: Se extraen los datos del enunciado. Son los siguientes: m = 1000 kg, v = 120 km/h, Ec = ? Todas las magnitudes deben tener unidades del SI, en este caso es necesario

convertir 120 km/h en m/s

Una vez que tenemos todas las magnitudes en el SI sustituimos en la fórmula:

E c= ½ m • v 2

E c= 500*33,3m/s 2= 554445 J.

2. Calcula la energía potencial de un saltador de trampolín, si su masa es de 50 kg y está sobre un trampolín de 12 m de altura sobre la superficie del agua.

Solución: Se extraen los datos del enunciado. m = 50 kg h = 12 m Ep = ? Todos los datos se encuentran en unidades del SI; por tanto, sustituimos en la

fórmula: Ep = m*g* h = 50 * 9,8 * 12 = 5880 J.

La potencia mecánica se define como la rapidez con que se realiza un trabajo. Se mide en Watts. 

POTENCIA

Se expresa con el símbolo 'P' y se suele medir en vatios o watts (W) y que equivale a 1 julio por segundo. Una fórmula para calcular la potencia es P = T / t, donde 'T' equivale a 'trabajo' (en julios) y 't' se corresponde con el 'tiempo' (en segundos).

Magnitud física escalar que mide el trabajo realizado por unidad de tiempo, o desde otro punto de vista es la rapidez para realizar un trabajo. Matemáticamente obedece a la ecuación: P = W/t = F .V. Cos oDónde: P: PotenciaW: Trabajot: TiempoF: Fuerza que realiza el trabajoV: Rapidez con que se realiza el trabajo0 : Angulo entre la fuerza y la velocidad

Sistema Internacional (SI):Vatio, (W):Sistema inglés:Caballo de fuerza o de potencia, horsepower en inglés, (hp)1 HP = 745,7 W1J= 1N.m (newton por metro)Sistema técnico de unidades:Kilográmetro por segundo, (kgm/s)1 kgm/s = 9,806215 WSistema cegesimalErgio por segundo, (erg/s)1 erg/s = 1x10-7 WOtras unidades:Caballo de vapor, (CV)1 CV = 735,35375 W

UNIDADES DE POTENCIA

PROBLEMAS

1. Cuál es la potencia mecánica de un motor que realiza un trabajo de

150000 J en 4 segundos?Expresar el resultado en watts y en caballos de fuerza.

Solución: Datos: Fórmula T= 150 000 J P= T/tt= 4 s P en W y hp?

Solución al problema P= 150 000 J = 37500 W 4s Transformación de unidades: 37500 W x 1 hp = 50.27 hp

746 W

PROBLEMAS

2. Calcula la potencia de una máquina que realiza un trabajo de 36000 jEn media hora (30 min).

P:?W: 36000 jt: 30 min

30 min*60seg 1min

=1800seg

P= w t

36000 J 1800s

= 20 w