La potencia,
P, es la relación entre el trabajo
realizado y el tiempo empleado. La potencia mide la rapidez con la que se hace
trabajo. Es decir, expresa la rapidez con que tiene lugar la transferencia de
energía de un cuerpo a otro.
Matemáticamente
potencia es: P = Trabajo/tiempo
P = w /t
En
el S. I. la potencia se expresa en Joule/segundo = J/s = W, unidad que recibe un nombre especial de vatios, W, en
honor a James
Watt, ingeniero escocés.
EJEMPLO
DE APLICACIÓN:
Un
ascensor de masa 500 kg, con cuatro personas a bordo, cada una con una masa de
75 kg, asciende a una altura de 28 metros con velocidad constante, en 32
segundos. Calcular:
a) El trabajo realizado por el motor
c) Potencia del motor
SOLUCIÓN.
La masa corresponde a la masa del ascensor, más la de los ocupantes:
a) m = 500 kg + 4(75 kg) = 800 kg
h = 28 m
b) Como el ascensor se mueve a
velocidad constante, la fuerza que ejerce el motor es igual a su peso, mg, y
como el desplazamiento tiene la misma dirección que la fuerza el ángulo entre
ellos es cero grados.
Fmotor = mg = 800 kg
(9.8 m/s2) = 7840 N
El trabajo realizado por el motor
es:
W = F h cosθ = 7840 N (28m) cos 0º
= 219520 J
c) La potencia del motor es
P = w/t = 219520J / 32 s = 6860W
OTRAS UNIDADES DE POTENCIA
El
vatio, W, es una unidad de potencia muy pequeña, por eso se utilizan otras
unidades de potencia como el kilovatio, kW, que equivale a 1000 vatios, y
corresponde a la potencia que suministra una grúa al levantar un objeto de 100
kg una altura de 1 metro en un segundo.
Las
empresas de energía eléctrica en sus facturas expresan el consumo de energía en
kilovatio-hora, kWh.
Veamos
qué significa:
1
kWh = 1 kW (1hora) = 1000 W (3600 s) = (1000 J/s)(3600 s ) = 3600000 J
Lo
cual significa que (potencia)(tiempo) = Energía consumida
El
kilovatio-hora (kWh), es entonces, el trabajo realizado por una máquina cuya
potencia es de un kilovatio durante una hora de funcionamiento.
Otra
unidad de potencia muy utilizada es el caballo de fuerza o caballos de potencia
(HP), (horsepower) unidad del sistema inglés equivalente a 746 vatios.
OTRAS UNIDADES DE
POTENCIA
CONVERTIDOR
EJERCICIOS PARA PRACTICAR
RESPONDA LAS PREGUNTAS 1, 2 Y 3 DE ACUERDO CON LA
SIGUIENTE INFORMACIÓN
Un trabajador de una construcción
sube, con velocidad constante, un cuerpo de masa m = 20 kg hasta una altura d = 3 m, empleando un tiempo t = 10s
para efectuar la operación. Considere g = 10 m/s2
1.- El valor de la fuerza F que el trabajador debe ejercer para que el
cuerpo suba con velocidad constante es:
a) 30 N b)
100 N c)
200 N d)
980 N
2.- El trabajo que realiza el trabajador es:
a) 200 J b)
600 J c) 100 J
d) 30 J
3.- La potencia desarrollada por el trabajador es:
a) 20 W b) 60 W c) 10 W
d) 3 W
RESPONDA LAS PREGUNTAS 4 A 6 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE
INFORMACIÓN
Un trabajador de una construcción
sube, con velocidad constante, un cuerpo de masa m = 20 kg hasta una altura de 3 m usando una rampa cuya longitud AB
es de 5 m. Como se muestra.
Considere g = 10 m/s2
7.- El valor de la fuerza F que el trabajador debe ejercer para que el
cuerpo suba con velocidad constante es:
a) 100 N b)
120 N c) 200 N d) 980 N
8.- El trabajo que realiza el trabajador es:
a) 200 J b) 600 J c) 100 J
d) 30 J
9.- La potencia desarrollada por el trabajador es:
a) 20 W b) 60
W c) 10
W d) 3 W
4
No hay comentarios.:
Publicar un comentario