MDULO 3TRABAJO, ENERGA Y POTENCIA

TRABAJOFuerza constanteFuerza variableTeorema Trabajo-EnergaENERGAEnerga CinticaEnerga PotencialEnerga MecnicaPOTENCIA

MECNICA CLSICA

Trabajo1. m. Accin y efecto de trabajar.2. m. Ocupacin retribuida.3. m. obra ( cosa producida por un agente).4. m. Obra, resultado de la actividad humana.5. m. Operacin de la mquina, pieza, herramienta o utensilio que se emplea para algn fin.6. m. Esfuerzo humano aplicado a la produccin de riqueza, en contraposicin a capital.10. m. Mec. Producto de la fuerza por el camino que recorre su punto de aplicacin y por el coseno del ngulo que forma la una con el otro.

Trabajo

AceleracinFuerzadesplazamiento

Trabajo

FuerzaTrabajoDesplazamiento

x0x1t0t1Fuerza constante

FTrabajos

s = x1 - x0FsFs = F cos qW = Fs s = F cos q s = F sFuerza constante

TrabajoEjercicio

Al inicio de una carrera de trineos, se tira de uno de ellos, cuya masa es de 80 kg, con una fuerza de 180 N que forma un ngulo de 20 con la horizontal. Determinar (a) el trabajo realizado y (b) la velocidad final si se desplaza 5m suponiendo que no hay rozamiento.

TrabajoFuerza variableUn bloque de 4 kg est apoyado sobre una mesa sin rozamiento y sujeto a un resorte horizontal que ejerce una fuerza F = - kxi, en donde x se mide desde la posicin de equilibrio del resorte y k = 400 N/m. El resorte est originalmente comprimido con el bloque en la posicin x0 = -5cm. Calcular (a) el trabajo realizado por el resorte y (b) la velocidad del bloque cuando se desplaza hasta su posicin de equilibrio en x1=0

TrabajoFuerza variable

FDesplazamiento

x0x1

TrabajoFx = - kxFuerza variable

Fxx

TrabajoF = f(x)Fuerza variable

Fxx0x1DxDW = Fx Dx

TrabajoF = F(r)Fuerza variable

DW = F DrW = S Wi = F Dr

W = F drS

TrabajoFuerza variable

Ejercicio

Evale el trabajo realizado por un campo de fuerzas dado por F = (5xy - 6x2) i + (2y - 4x) j al desplazar una partcula a lo largo de la trayectoria y = x3 del punto (1,1) a (2,8)

TrabajoTeorema Trabajo-Energa

W = F dr = m v dr = m v dv = m [ v2 ] SSSW = [mvf2 - mvi2]vfviK = mv2W = Kf - Ki Energa Cintica

TrabajoFuerza variableUn bloque de 4 kg est apoyado sobre una mesa sin rozamiento y sujeto a un resorte horizontal que ejerce una fuerza F = - kxi, en donde x se mide desde la posicin de equilibrio del resorte y k = 400 N/m. El resorte est originalmente comprimido con el bloque en la posicin x0 = -5cm. Calcular (a) el trabajo realizado por el resorte y (b) la velocidad del bloque cuando se desplaza hasta su posicin de equilibrio en x1=0

Energa. (Del lat. energa, y este del gr. ).1. f. Eficacia, poder, virtud para obrar.2. f. Fs. Capacidad para realizar un trabajo. Se mide en julios. (Smb. E).~ atmica.1. f. energa nuclear.~ cintica.1. f. Fs. La que posee un cuerpo por razn de su movimiento.~ de ionizacin.1. f. Fs. energa mnima necesaria para ionizar una molcula o tomo.Energa

Movimiento PosicinMovimiento

Energa

EnergaEnerga Cintica

K = mv2W = Kf - Ki

EnergaFuerza variable

EnergaEnerga Mecnica

EnergaEnerga Potencial

U = kx2W = - D UU = mgyFuerza de restitucin de un resorte

Fuerza gravitacional

EnergaEjercicio

Una montaa rusa levanta lentamente un carro lleno de pasajeros hasta una altura de y = 25 m, y luego acelera cuesta abajo. Despreciando la friccin, con qu rapidez llegar al fondo?

PotenciaA la rapidez en la transferencia de la energa se le denomina Potencia. Considerando al trabajo como un mtodo de transferencia de energa, la potencia promedio suministrada por una fuerza est dada por:

PotenciaPara la potencia instantnea se tiene:

dW = F dr = F v dt

Potencia. (Del lat. potenta).1. f. Capacidad para ejecutar algo o producir un efecto. Potencia auditiva, visiva.2. f. Capacidad generativa.3. f. Poder y fuerza, especialmente de un Estado.4. f. Nacin o Estado soberano.5. f. Persona o entidad poderosa o influyente.6. f. Cada uno de los grupos de rayos de luz que en nmero de tres se ponen en la cabeza de las imgenes de Jesucristo, y en nmero de dos en la frente de las de Moiss.Potencia

PotenciaEjercicio

Un pequeo motor mueve un ascensor que eleva una carga de ladrillos de peso 800 N a una altura de 10 m en 20 s. Cul es la potencia mnima que debe suministrar el motor?

PotenciaEjercicio

Un elevador tiene una masa de 1600 kg y transporta pasajeros que tienen una masa combinada de 200 kg. Una fuerza de friccin constante de 4000 N retarda su movimiento hacia arriba. (a)Qu potencia suministrada por el motor se requiere para levantar el elevador a una rapidez constante de 3.00 m/s? (b)Qu potencia debe suministrar el motor en el instante en que la rapidez del elevador sea v, si el motor est diseado para dar al elevador una aceleracin hacia arriba de 1.00 m/s2?

PotenciaTfM g

PotenciaFR = T + f + Mg (a)(b)FR = T + f + Mg = M a S Fy = T - f - Mg = M aT = M(a + g) + fP = T v = 7.02 x 104 W