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TRES EN MOVIMIENTO: TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA Módulo 19; Semana 4 Carlos Garnica Miranda [Dirección de correo electrónico] Facilitador: Oscar Domínguez Villegas Tutor: María Rosa Contreras Olvera Carlos Garnica Miranda Módulo 19; Semana 4 10-09-2017 TRES EN MOVIMIENTO: TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA Lee con atención el planteamiento del problema e identifica los datos Para desarrollar el siguiente problema es necesario que comprendas los temas de la tercera unidad, sobre todo los relacionados con los conceptos de trabajo, energía y potencia. Este proyecto busca que pongas en práctica los conocimientos aprendidos. Una persona necesita jalar a lo largo de 15 m y sobre un piso que tiene 2.5 m de altura, un carrito que tiene una masa de 150 Kg. Para jalar el carrito utiliza una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de 40 grados con respecto a la horizontal, con una fuerza aplicada de 400 N. La aceleración es constante y se opone una fuerza de rozamiento que tiene un valor de 10 N. Calcula el componente en el eje x de la fuerza aplicada, nos referimos a Fx. Recuerda que para obtener la componente en x debes aplicar la fórmula: Fx = F coseno Θ Para el cálculo de la fuerza en la componente X: Fx = F*cos(α) Como la F aplicada es de 400 N y el ángulo α = 40° Fx = 400 N * cos(40°) Fx = 306,42 N Carlos Garnica Miranda Módulo 19; Semana 4 10-09-2017 c. Con los datos de masa y fuerza obtén el valor de la aceleración Para el valor de la aceleración, realizamos el diagrama de cuerpo libre del objeto y utilizamos la 2da Ley de Newton ∑Fx: Fx - Froce = m*a 306,42 N - 10 N = (150 kg)*(a) a = 1,98 m/s^2 d. Con los datos de masa y fuerza obtén el trabajo realizado (en Joules). d) Trabajo W = F*Δx*cos(α) W = (306,42 N)*(15 m) W = 4596,3 Joules e. La energía cinética del carrito (en Joules) durante su movimiento. e) Energía cinética durante el movimiento Ek = (1/2)(m)(v)^2 Debemos calcular la velocidad al final del tramo: vf^2 = vi^2 + 2*a*Δx vf^2 = 2*(1,98 m/s^2)(15 m) ; El carrito parte del reposo (vi = 0 m/s) vf = 7,71 m/s Ek = (1/2)*(150 kg)(7,71 m/s)^2 Ek = 4455 Joules f. La energía potencial (en Joules) si el carrito se detiene. f) Energía potencial gravitatoria Ep = (m)*(g)*(h) Ep = (150 kg) * (9,8 m/s^2) * (2,5 m) Ep = 3675 Joules g. La potencia (en Watts) con la que es arrastrado el carrito. Carlos Garnica Miranda Módulo 19; Semana 4 10-09-2017 g) Potencia Potencia = W / Δt Para calcula Δt, tenemos: vf = a*Δt Δt = vf / a (Despejando Δt) Δ t = (7,71 m/s) / (1,98 m/s^2) Δ t = 3,89 s Potencia = (4596,3 Joules) / (3,89 s) Potencia = 1180,37 Vatios 4. Finalmente y a manera de conclusión, en párrafo breve responde: ¿Qué aplicación tienen los conceptos de energía, potencia, fuerza y trabajo en la vida diaria En todo momento utilizamos los conceptos que hemos visto a lo largo del módulo. La energía la podemos ver desde la luz del sol que día a día aparece en el horizonte, hasta la luna que es capaz de reflejar la energía solar e iluminar en la noche. La potencia la utilizamos gastando energía, por ejemplo, al subir escaleras o al acelerar un automóvil, esto significa la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo, en la fuerza el resultado que se obtiene es cuando actúa sobre un cuerpo de cierta masa y le provoca un efecto, por ejemplo, al momento de golpear una pelota de futbol o practicar la halterofilia. Por último, la fuerza es para hacer que se desplace hacía cierta dirección, por ejemplo, al empujar un diablo con ciertas cajas.
