TRABAJO, ENERGÍA Y SU CONSERVACIÓN. Nombre Alumno: IVAN SERON CIFUENTES Nombre Asignatura: SISTEMAS DE PROTECCION DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Instituto IACC FECHA: 09 de Julio del 2017.-
Desarrollo INSTRUCCIONES: Resuelva los siguientes ejercicios, argumentando físicamente la resolución matemática. Ejercicio N° 1:
Determine la masa de una pelota de golf que cuando va a una velocidad de 105 [m/s] tiene una energía cinética de 900 [ J ]. Desarrollo:
Según los antecedentes que manejamos, tenemos los siguientes valores: V = 105 m/s Ec = 900 J M = ¿? Por lo que sacamos lo siguiente: Ec = ½ (m) (v) 2 900 J = ½ (105 m/s) 2 (m) \/ 900 J = ½ (11025 m 2/s2) (m) \ / 2 900 J = 5512,5 m /s2 (m) \ / (900 J) / (5512,5 m2/s2) = m \ / 0,16 Kg = m Siendo en total como resultado : La masa de una pelota de golf la de = 0,16 Kg.
Ejercicio N° 2 :
Determine la energía total de un helicóptero que se encuentra a una altura de 300 [m], se mueve a una velocidad de 20 [m/s] y que tiene una masa de 1200 [Kg]. Desarrollo:
En lo general mantenemos los siguientes datos con los cuales procederemos a trabajar: h = 300 m v = 20 m/s m = 1200 Kg g = 10 m/s 2 Ec = ? Ep = ? Em = ? por lo tanto, desarrollamos: Energía cinética:
Energía potencial:
Ec = 1/2 mv2 \ / Ec = 1/2 (1200 Kg) (20 m/s)2 \ / \ / Ec = 600 Kg (400 m2/s2) \ / Ec = 240 000 Joules
Ep = mgh
Por lo tanto si
Sumamos = Ec + Ep = Em Simplificado = 240 000 + 3600 000 Resultado = 3840 000 Joules Entonces :
LA energía del helicóptero seria de Em = 3840 000 Joules
Ep = (1200 Kg) (10 m/s 2) (300 m) Ep = 3600 000 joules
Ejercicio N° 3
Determine a que velocidad un futbolista debe lanzar una pelota al cielo para que ésta alcance una altura de 30 metros. Para resolver, asuma que la masa de la pelota es de 0.4 [Kg]
Ejercicio N° 4
Determine cuál será la velocidad que tendrá el carro de la figura en los puntos A, B y C. para resolver el problema, asuma que la masa del carro es de 480 [Kg].
En donde el punto A es: Energía cinética = 2 K j = 2 mv j2 = 2 480 [kg] (1[ ] )2 = 2 480 [kg] 1[ 2 ] = 240 [j] Energía potencial = u j = mgh j = 480 [kg] 9,8 [ 2] 12 [m] = 56 448 [j] Energía cinética final kf = 240 [kg] v f 2
Energía potencial final u f = m g h f = 480 [kg] 9,8 [ 2] 4,9 [m] = 23 049.6 [j]
Por lo tanto : 240 [j] + 56 448 [j] – 23 049 [j] = 240 [kg] 33 639 [j] = 240 [kg] vf 2 vf 2 =
33 639 [] 2 []
= 140,1 []
vf = √ 140,1 [] vf = 11.8
por lo tanto la velocidad del carro al punto A = 11,8 [ ] y conforme a lo desarrollado cambiando solamente las distancias en los ejercicios de la energía potencial final en el punto B= 1,8 la velocidad seria de = 14,2 [ ] y el punto C = 9,9 la velocidad seria de = 6,5 [ ] Ejercicio N° 5 :
Una grúa levanta un bloque de concreto de 600 [kg], tal como lo muestra la figura. Determine cuál es el trabajo total que debió realizar el motor de la grúa para levantar el bloque a la altura indicada. 2
F aplicada = P = 600 kg * 9,8 [ ] = 5880 N
Por lo tanto al realizar la operación tenemos que : Tr (F aplicada) = 5880 N * 6,9 m * cos 0 = 40 572 j Siendo el trabajo total del motor = 40 572 [j]
Ejercicio N° 6 :
Para poder elevarse, el motor de una avioneta de riesgo ha quemado un total de combustible, que ha hecho un trabajo de W= 2 890 000 X 10 6 [j]. la avioneta ha despegado des suelo y ha alcanzado una altura de 103 [m]. considerando que la masa de la avioneta es de 600 [kg], determine su velocidad. Solamente y de acuerdo a lo estudiado dentro de la semana desarrollaremos solamente el ejercicio sin explicar demasiado: W = K + Ug W = (1/2) (m) (v) ^2 + (m) (g) (h) (1/2)(m)(v) ^2 = W - (m) (g) (h) (1/2)(m)(v) ^2 = (2 890 000 * 10^6 J)- (600 Kg)*(9,8 m/s ^2)(103 m) V = √ [ (2)(2,89*10^2 J) / (600 Kg)] v = 98 149,54 m/s
Ejercicio N° 7
En el presente trabajo se hace uso de distintos tipos de Energía, pero primeramente No podemos desarrollar esto si no sabemos a que se refiere, por lo tanto, esto no es más que, la capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, dentro de estas tenemos diferentes tipos de energía que son: Cinética y Gravitacional. Energía cinética:
Es la energía que tiene todo cuerpo en movimiento, se le designa con la letra K, y esta dada con la ecuación K = 2 mv 2 , en donde se entenderá por m la masa y la v la velocidad del cuerpo.
Energía Gravitacional Potencial:
Esta es la energía más estudiada de todas las energías potenciales, y está presente en todo cuerpo que tenga una altura medida desde el suelo, siendo su formula la siguiente: U=mgh
Bibliografía
IACC (2017) Mecánica: conservación de la energía. Física. Semana 2.
