INSTITUCION EDUCATIVA N° 113 “Daniel Alomía Robles AREA: C.T.A Profesor: José Rivera Aldave Grado: 5to “A” “B” y “C” Fecha: SESION DESARROLLADA DEL APRENDIZAJE I.- TEMA: POTENCIA MECANICA II.-CONTENIDOS BASICOS: 1. Potencia mecánica..- concepto 2. Ecuaciones.- Unidades 3. Ejercicios y problemas III.- OBJETIVOS.1. Investigar experimentalmente la potencia mecánica en una actividad cotidiana 2. Conocer, dialogar sobre los recursos energéticos que dispone la humanidad 3. Resolver problemas sencillos sobre potencia mecánica. IV.- MOTIVACIÓN.- Para efectuar un mismo trabajo, diferentes motores necesitan distinto tiempo, por ejemplo, una grúa eleva en una obra de construcción varias centenas de ladrillos al piso más alto en el transcurso de unos cuantos minutos. Si esa misma cantidad de ladrillos fuera transportada por un obrero, éste necesitaría para ello una jornada entera de trabajo. Otro ejemplo. Una hectárea de tierra puede ser arada por un caballo durante 10-12 h, mientras que un tractor con arado de múltiples surcos verifica ese mismo trabajo en 40-50 minutos. Está claro que un mismo trabajo es realizado con mayor rapidez por la grúa que por el obrero, por el tractor que por el caballo. La rapidez de realización del trabajo se caracteriza en técnica por una magnitud especial, llamada potencia V.- ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN 1.- POTENCIA MECÁNICA (P) .- Es una magnitud física escalar que mide la rapidez con la cual se efectúa el trabajo mecánico , su valor se determina mediante el cociente del trabajo efectuado y el tiempo empleado 2.- FORMULA P=W t 3.- UNIDADES MAGNITUD SIMBOLO UNIDAD SIMBOLO Potencia P watt w Trabajo W julios J tiempo t segundo S OBSERVACIONES Si la potencia se efectúa con una velocidad variable, se denomina potencia media Si la potencia se efectúa con una velocidad constante se denomina potencia uniforme P= W = F.d = P= F.V t t EQUIVALENCIAS 1 kilowatt (kW) = 1000 watt o kilovatio 1 megawatt (MW) = 1 000 000 watt o megavatio 1 Horse power (HP) = 746 Watt (caballo de fuerza) PROBLEMAS Problema 1.- Si el bloque es llevado gracias a la fuerza F= 50 N durante 5 s Hallar la potencia desarrollada por F si recorre una distancia de 4 m. SOLUCION Datos Formula F= 50 N P=W P = f.d = 50 N x 4 m = 200 N.m = 40watt Tiempo = 5 seg t t 5s 5s Distancia= 4 m. P= ¿ Problema 2.- ¿Cuál es la potencia que entrega el motor para levantar la caja hasta una altura de 18 m si se sabe que la caja tiene una masa de 100 kg y se desplaza durante un minuto a velocidad constante? DATOS formula Distancia= 18 m P= w = f.d = 1000N x 18 m = 18 000 N.m = 300 watt Masa= 100 kg = 1000 N t t 60 s 60 s Tiempo = 1 min = 60 seg Problema 3.- Si la fuerza F= 50 N lleva al bloque a una distancia de 10 m Hallar la potencia desarrollada por F en un tiempo de 2 s. DATOS 50 = 10N FORMULA ) 37º 3k F = 50 N p= w = f.d = 40N x 10m = 400Nm= 200w 4k . 10 = 40 N 5 Distancia = 10 m t t 2s 2s Tiempo = 2 s Problema 4.- Un cohete avanza a la velocidad de 10 m/s venciendo la resistencia del aire que vale 30 N. ¿Cual es la potencia que desarrolla sus propulsores? DATOS FORMULA Velocidad= 10 m/s P=F.v Fuerza = 30N P = 30N x 10 m/s = 300 watt Problema 5.- Calcula cuantos caballos de fuerza (HP) desarrolla un camión que carga 2 toneladas, durante 10 minutos al desplazarse por una pista de 3 Km. Datos FORMULA HP = ¿ p = W = f . d = 20000N x 3000m = 600 000 = 100 000 watt Masa = 2 ton = 2000 kg t t 600 s 6s Tiempo = 10 min = 600 seg 100 000 watt = 134,04 HP Distancia = 3 Km = 3000 m 746 watt Para calcular la potencia, hay que dividir el trabajo por el tiempo invertido para realizar dicho trabajo. potencia trabajo tiempo o bien p W t , donde p es la potencia; W, el trabajo; t, el tiempo para realizar éste. Por unidad de potencia se toma aquella con la que en 1 s es realizado un trabajo de 1 J. Esta unidad recibe el nombre de vatio (se designa W) en honor del sabio JAMES WATT, inventor de la máquina de vapor. Así pues, 1 vatio = 1julio 1segundo o bien 1W=1 J s En la técnica son utilizadas extensamente unidades mayores de potencia, es decir, el kilovatio (kW) y el megavatio (MW): 1 kW = 1000 W ; 1 MW = 1 000 000 W Por esta razón cada maquina, motor o mecanismo, se caracteriza por una magnitud especial que muestra la eficacia con la que aquellos utilizan la energía que se les comunica. Recibe el nombre de rendimiento de un generador, la razón entre el trabajo útil y la energía