TRABAJO, ENERGIA Y POTENCIA

KATERINE GALEANO RODRIGUEZ

FISICA MECANICAINGENIERIA DE

SISTEMAS SEMESTRE III

TRABAJO En mecánica clásica, el trabajo que

realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.

Es la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza. 

El trabajo es un tránsito de energía.

Se representa con la letra  EN INGLES WORK, y se expresa en unidades de energía,  esto es en julios o joules (J).

FORMULA

TRABAJO

FUERZA (NEWTONS)

DESPLAZAMIENTO

ÁNGULO QUE FORMAN ENTRE SÍ EL VECTOR FUERZA Y EL VECTOR DESPLAZAMIENTO.

JOULE Y SUS EQUIVALENCIAS1 caloría (cal) = 4,184 julios (J)

1 caloría (cal) = 1,162 x 10^-6 kilowatio hora (kW.h)

1 ergio (erg) = 1 dina (din) x 1 centímetro (cm)

1 ergio (erg) = 10^-7 julios (J)

1 ergio (erg) = 2,778 x 10^-14 kilowatio hora (kW.h)

1 julio (J) = 10^7 ergios(erg)

1 julio (J) = 1 newton (N) x 1 metro (m)

1 julio (J) = 10^5dina (din) x 10^2 centímetros (cm)

PROBLEMAS

T = F. d. CosαT = 20 N. 2 Mts. Cos0T = 40 NM. = 40 J (Joule).

Una fuerza de 20 Newton se aplica a un cuerpo que está apoyado sobre una superficie horizontal y lo mueve 2 metros. El ángulo de la fuerza es de 0 grado con respecto a la horizontal. Calcular el trabajo realizado por dicha fuerza.

30 grados.

T = 20 N. 2 Mts. Cos30

T = 20 N. 2 Mts. 0.891

T = 35.64 J.

ENERGIA

En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo.

La energía es una magnitud física que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo mecánico, emitir luz, generar calor, etc.

FORMULASEnergía cinética se produce

cuando hay movimiento.

Energía potencial se produce cuando se encuentra a una

determinada altura.

Esta suma de energías de un objeto se denomina Energía

Mecánica

FORMAS DE ENERGIAMECANICA Dentro de la energía mecánica hay

dos tipos de energía: la energía cinética y la energía potencial.

La suma de ambas siempre se mantiene constante y es igual a la energía mecánica.

Un ejemplo de esta forma de energía es la energía de las olas.

CINETICA La energía cinética tiene un cuerpo en movimiento.

La cantidad de energía cinética que tiene un cuerpo, depende de la masa que esta en movimiento y de la velocidad a la que se desplaza esa masa. 

Un ejemplo es el viento, que también se puede aprovechar en el mar, como con la energía eólica offshore

POTENCIAL

La energía potencial es la energía almacenada, la energía que mide la capacidad de realizar trabajo. Cualquier objeto que esté situado a cierta altura tiene energía potencial gravitatoria.

QUIMICA Es la energía almacenada dentro de los

productos químicos. Los combustibles como la madera, el carbón, y el petróleo, son claros ejemplos de almacenamiento de energía en forma química.

También es la energía producida en las reacciones químicas.

Ejemplo de transformación de la energía: En los fuegos artificiales, la energía química se transforma en energía térmica, luminosa, sonora y de movimiento.

SONORA

De entre las distintas formas de energías, es la energía transportada por ondas sonoras. La energía sonora es otro efecto de las moléculas en movimiento, procede de la energía vibracional del foco sonoro.

TERMICA

Es el efecto de las partículas en movimiento.

Es la energía que se desprende en forma de calor

BOLA DE PLASMA

 Fue inventada por Nikola Tesla tras su experimentación con corrientes de alta frecuencia en un tubo de cristal vacío con el propósito de investigar el fenómeno del alto voltaje.

llena de una mezcla de varios gases con baja presión.

 conducida por corriente alterna de alta frecuencia y alto voltaje (aproximadamente 35 kHz, 2-5 kV), generada por un transformador de alta tensión.

Un orbe más pequeño en su centro sirve como un electrodo.

La colocación de una mano cerca del cristal altera el campo eléctrico de alta frecuencia, causando un rayo de mayor grosor dentro de la esfera en dirección al punto de contacto.

POTENCIASe define potencia como la rapidez a la cual

se efectúa trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo.

Cantidad de trabajo efectuado por una unidad de tiempo.

Puede asociarse a la velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema.

FORMULA

En el Sistema Internacional la potencia se expresa en Joules por segundo, unidad a la que se le da el nombre:

Watt (W), 1 W = 1J/s.

Para potencias elevadas se usa el caballo de fuerza, abreviado hp, que equivale a 746 Watts.

1 hp = 746 watts

UNIDADES

TIPOS DE POTENCIAPotencia eléctrica Es la relación de paso de

energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado.

La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).

La energía consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh), o en kilovatios-hora (kWh).

 

POTENCIA MECANICA

Es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas físicas de contacto o elementos mecánicos asociados como palancas, engranajes, etc.

De acuerdo con la dinámica clásica esta potencia viene dada por la variación de su energía cinética o trabajo realizado por unidad de tiempo.

Es el trabajo realizado por una maquina o una persona en un determinado intervalo de tiempo.

DONDE:

P : es la potencia.W: es la energía total o trabajo. t : es el tiempo.

P=(W/t)

POTENCIA SONORA

La potencia del sonido, considerada como la cantidad de energía que transporta la onda sonora por unidad de tiempo a través de una superficie dada, depende de la intensidad de la onda sonora y de la superficie , viniendo dada, en el caso general, por:

Ps :es la potencia

Is :es la intensidad sonora.

dS: es el elemento de superficie sobre alcanzado por la onda sonora.

POTENCIA HIDROELECTRICA

es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de le evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.La energía hidroeléctrica está basada en un principio clásico: aprovechar la energía potencial acumulada en el agua para generar electricidad y de hecho alrededor del 20 por ciento de la electricidad utilizada en el mundo procede de esta fuente.La energía hidroeléctrica que se puede obtener en una zona depende de los cauces de agua y desniveles que tenga, y existe, por tanto, una cantidad máxima de energía que podemos obtener por este procedimiento.

EJEMPLOUna caja de 575N de peso se levanta por

medio de una cuerda una distancia de 20 m directamente hacia arriba. el trabajo es realizado en 10s cual es la potencia desarrollada en watts? 

W= F*d*cos. F*d= 575N*20m=11500J (Joules) La potencia : W(trabajo)/tiempo

P=11500J/10s=1150Watt