martes, 4 de diciembre de 2012

TRABAJO – POTENCIA - ENERGÍA

TRABAJO MECÁNICO (W)
El trabajo mecánico realizado por una fuerza consiste en vencer una resistencia comunicándole un movimiento. El rozamiento, el peso y la inercia son las resistencias más frecuentes; la fuerza debe mantener sus tres elementos: dirección, módulo y sentido.



                                                                     W = F cos α d


Unidades en el S. I.: Joule = Newton . metro
                                     J     =   N . m

W
F
d
joule
newton
metro
J
N
m

Otra Unidad:  C.G.S: Ergio (Dina . cm)

Casos Particulares:

a)    Cuando: α = 0  cuando entre la fuerza y el desplazamiento el ángulo es cero grados



b) Cuando: α = 180º cuando entre la fuerza y el desplazamiento el ángulo es 180º grados


c) Cuando: α = 90° Cuando entre la fuerza y el desplazamiento el ángulo es 90°


Trabajo neto o total:
Es igual a la suma algebraica de los trabajos realizados por cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.
Wneto = W1 + W2 + W3 + …                      Wneto = Fresultante x d

Grafica Fuerza – vs - Tiempo
El trabajo realizado por una fuerza constante, gráficamente se representa mediante la línea horizontal.
W = Área Sombreada W = F x d
Otras Unidades de medidas que se usan:
1 KW x h = kilo x Watt x hora
1KW x h = 3,6 x 10 elevado a 6.  Joule

POTENCIA MECÁNICA (P)



Ecuaciones:


Otras Unidades.
1 H P = 746 watt      1 C V = 735 watt         1 KW = 10 elevado a 3.  w
 Donde: H P = Horse Power
             C V= Caballo de vapor

 Eficiencia mecánica (n)
Es aquel coeficiente adimensional que nos indica el grado de rendimiento de una máquina.

Potencia Entregada = Potencia Útil + Potencia Perdida
               PE                     PU                      PP
Para hallar la eficiencia mecánica:

ENERGÍA:
La energía es una magnitud escalar, que mide la cantidad de calor acumulado o es la capacidad para realizar trabajo. Se mide en las mismas Unidades que el Trabajo mecánico (J, erg.) y se presenta en diversas formas: Cinética, potencial, potencial elástica, mecánica, eléctrica, calorífica, nuclear, luminosa, etc.



Energía Mecánica (EM)
La Energía Mecánica que vamos s tratar son: Energía Potencial Gravitacional y la Energía Cinética, esta energía lo poseen los cuerpos debido a su interacción con otras.

                                      EM  = ECinètica  +  EPotencial

A)  Energía Cinética (EC)
      Es la que posee un cuerpo cuando se encuentra en movimiento y que se debe a su velocidad.
     
                                                             EC  = ½ m v2      Donde  m = masa (kg)
                                                                                                     V = Velocidad (m/s)

B)  Energía Potencial Gravitatoria (EP)
      Es la capacidad  de energía que tiene un cuerpo almacenado listo para emprender un determinado trabajo; depende de la altura donde se encuentra ubicada con respecto a un sistema de referencia.
                            
                                   EP  =  m g h  = Peso x  h     Donde:   m = masa (kg)
                                                                                              g = Aceleración de la gravedad (m/s2)
                                                                                              h = altura (m)
                                                                                              Peso (N)

Principio de la Conservación de la Energía:
“La energía no se crea ni se destruye sólo se transforma”. De manera que la energía total permanece constante.
                                   ½ m v2A +  m g h A  =  ½ m v2B  +  m g h B

Teorema del trabajo y la energía Mecánica:

La variación de la energía mecánica es igual al trabajo desarrollado por las fuerzas no conservativas.
Fuerza conservativa: estas fuerzas no varían la energía, solo depende de su posición inicial y final, ejemplo la fuerza gravitatoria (peso)
Fuerzas no conservativas: estas fuerzas varían la energía mecánica. Ejemplo la fuerza de rozamiento.


Teorema del Trabajo y la Energía Cinética:
El cambio de energía cinética que experimenta un cuerpo es igual al trabajo desarrollado por la fuerza tangencial lineal:

                                                           W = ECf - ECi