PROYECTO I NTEGRADOR TRES EN MOVIMIENTO : TRABAJO , ENERGÍA Y POTENCIA Módulo 19. Dinámica en la naturaleza: El movimiento Unidad III. Dinámica del movimiento
Oscar Alfonso lopez vargas 07/09/2018
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Módulo 19. Dinámica en la naturaleza: El movimiento Unidad III. Dinámica del movimiento
¿Q UÉ HACER? 1. Lee con atención el planteamiento del problema e identifica los datos Problema
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 uti liza una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de 30 grados con respecto a la horizontal, con una fuerza aplicada de 300 N. La aceleración es constante y se opone una fuerza de rozamiento que tiene un valor de 10 N.
2. Con la información dada y con los datos identificados, identifi cados, resuelve las siguientes situaciones que se derivan del problema. Datos Distancia=15metros Distancia=15metr os / Altura=2.5metr Altura=2.5metros os / Masa=150kilos / Fuerza de rozamiento=10N / Fuerza aplicada=300N / Angulo=30˚
a. Representa con un esquema de vectores, las fuerzas f uerzas del problema planteado. Las fuerzas que actúan son la que realiza la persona para jalar el carrito, el componente en x de esa fuerza y la fuerza de rozamiento.
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b. Calcula el componente en el eje x de la fuerza aplicada, nos referimos a Fx. Recuerda que para obtener el componente en x debes aplicar la fórmula: Fx = F coseno Θ
Aplicamos Aplica mos la formula formula sustituyendo sustituyendo los valores: valores: fx = 30 30°° (300N 300N)) = 259.807N
Dando como resultado: resultado: 259.807N c. Con los datos de masa y fuerza obtén el valor de la aceleración e incluye la imagen de pantalla con el resultado obtenido. Para ello debes usar la siguiente liga: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/newt.html
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3. Luego calcularás lo que se te pide en los l os siguientes incisos, considerando que la aceleración del carrito es de 2 m/s2 en un tiempo de 20 segundos. Aplica las fórmulas correspondientes para obtenerlos. d. Con los datos de masa y fuerza obtén el trabajo realizado (en Joules).
Datos:
R: .
Formula: W = Fd
Para realizar este este inciso, tenemos que tomar en cuenta la fuerza de rozamiento (fr), y restársela al valor obtenido para fx =259.807N =259.807N
Altura=2.5metros
= . − = .
Fuerza de rozamiento=10N
Distancia=15metros
Fuerza aplicada=300N
Sustituimos los valores en la fórmula:
Angulo=30˚
= .. ∙ = . .
Masa=150kilos = .
Tiempo=20seg a=2m/se
2
e. La energía cinética del carrito (en Joules) durante su movimiento. R: 120,000
Datos:
Formula: = Distancia=15metros
Para este inciso requerimo requerimoss el valor de la velocidad, para ello recurrimos a la siguiente formula:: v = vi + a *t formula Datos:
Vi = 0 a = 2 m/s2 t = 20 segundos
Altura=2.5metros Fuerza de rozamiento=10N
Sustituimos los valores en la fórmula:
Fuerza aplicada=300N a plicada=300N
v = 0 + 2 m/s2 * 20s
Angulo=30˚
V = 40 m/s
Masa=150kilos
v = 2m/s2 *20s= 40m/s
Tiempo=20seg
Ya con este valor podemos emplear la fórmula: =
a=2m/seg2
Sustituimos los valores en la fórmula:
= .
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f. La energía potencial (en Joules) si el carrito se detiene.
Datos:
R: 3.675
Formula: = ℎ
Sustituimos los valores en la fórmula:
Distancia=15metros
= ( ( )( )(. . ⁄ )( )(.. ) = 3675 3675
Altura=2.5metros Altura=2.5metros Fuerza de rozamiento=10N Fuerza aplicada=300N Angulo=30˚
Masa=150kilos = 259.807
Tiempo=20seg a=2m/seg2 w= 3747.105Joules Ec=120,000 g=9.8m/seg2
g. La potencia (en Watts) con la que es arrastrado el carrito.
Datos: Formula: P = w/t
R: .
Sustituimos los valores en la fórmula:
Distancia=15metros Altura=2.5metros Fuerza de rozamiento=10N Fuerza aplicada=300N Angulo=30˚
Masa=150kilos = 259.807
Tiempo=20seg a=2m/seg2 w= 3747.105Joules
=
.
= .
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4. Finalmente, responde brevemente en un párrafo: ¿Qué aplicación tienen los conceptos de energía, potencia, fuerza y trabajo en la vida diaria? Son conceptos los cuales implementamos a diario, ya que al simplemente caminar ya estamos usándolos, por más que parezcan muy distintos uno del otro, se completan en algunos casos, la energía es la capacidad para realizar un trabajo si un cuerpo está en reposo posee energía potencial y si esta en movimiento energía cinética y puede cambiar de un estado a otro de manera constante, sabemos que se necesita la acción de una fuerza para que un objeto cambie su estado de reposo o de movimiento con la velocidad constante. La fuerza aplicada de un cuerpo al otro transforma la energía potencia potenciall en cinética. El trabajo es el resultado de aplicar la fuerza que logra desplazar o detener un objeto y del tiempo que se aplique esta fuerza.
BIBLIOGRAFÍA alonzo, j. g. (28 de mayo de 2011). Obtenido de trabajo, energia y potencia: https://www.youtube.com/watch?v=VghMFdP903U capos.xyz. (18 de 09 de 2014). Cantidades Escalares - Cantidad Vectoriales - 1 . Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=DBi2K7K9VYQ morales, r. j. (s.f.). Factores de conversión de unidades de energía . Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=eHSAespFyrQ sep, p. e. (01 de septiembre de 2018). Módulo 19.Dinámica en la naturaleza: El movimiento . Obtenido de Unidad III. Dinámica del movimiento: http://148.247.220.105/pluginfile.php/11961/mod_resource/content/2/M18_U2_ext.pd f
