Potencia | Trabajo y energía | Física | Khan Academy en Español

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7 Feb 201606:39

Summary

TLDREl guion del video explica el concepto de trabajo y potencia en física. Dos levantadores de pesas realizan la misma cantidad de trabajo, pero uno lo hace más rápido, lo que afecta su potencia. Se define la potencia como el trabajo realizado dividido por el tiempo y se ilustra con ejemplos, como un automóvil en movimiento. Se contrasta la potencia promedio con la potencia instantánea, y se menciona que el cálculo de la última puede no requerir de cálculo si la dirección de la fuerza es la misma que la velocidad.

Takeaways

🏋️‍♂️ El trabajo es igual a la energía transferida y se mide en julios (J).
📚 La fórmula para calcular la energía potencial gravitacional es W = m * g * h, donde m es la masa, g la aceleración debido a la gravedad y h la altura.
🔢 Ambos levantadores de pesas realizan la misma cantidad de trabajo, pero uno lo hace más rápido que el otro.
⏱️ La potencia es la cantidad de trabajo realizado en un tiempo específico y se mide en julios por segundo (J/s) o watts (W).
🔄 La potencia promedio se calcula dividiendo el trabajo realizado por el tiempo que le tomó realizarlo.
🚀 La potencia instantánea se refiere a la potencia de salida en un momento particular del tiempo y puede ser diferente a la potencia promedio.
🔄 La fórmula para calcular la potencia instantánea es P = F * v * cos(θ), donde F es la fuerza, v la velocidad y θ el ángulo entre la fuerza y la velocidad.
🚗 En el ejemplo del automóvil, la potencia de salida del motor se calcula a partir de la energía cinética dada al vehículo y el tiempo que le tomó alcanzar una velocidad específica.
📉 Si la potencia instantánea varía con el tiempo, se puede aproximar la potencia instantánea dividiendo el trabajo por intervalos de tiempo más pequeños.
📌 La potencia promedio y la instantánea pueden ser iguales si la potencia instantánea no cambia con el tiempo.
🛠️ Para encontrar la potencia instantánea sin cálculo, se puede usar la fórmula P = F * v si la fuerza y la velocidad tienen la misma dirección, simplificando a P = F * v ya que cos(0) = 1.

Q & A

¿Qué es el trabajo según el script?
-El trabajo es la cantidad de energía transferida, o de manera más simple, es igual a la energía que se entrega o se quita.
¿Cómo se calcula la energía potencial gravitatoria según el script?
-La energía potencial gravitatoria se calcula utilizando la fórmula que involucra la masa del objeto, la altura a la que se eleva y la gravedad.
¿Cuál es la relación entre trabajo y masa en el contexto del script?
-En el script, el trabajo realizado por cada levantador de pesas se relaciona con la masa de 100 kilogramos que elevan a una altura de 2 metros.
¿Cuál es la cantidad de trabajo realizado por cada levantador de pesas según el script?
-El trabajo realizado por cada levantador de pesas es de 1960 julios.
¿Qué es la potencia y cómo se relaciona con el trabajo y el tiempo?
-La potencia es la proporción en la que se realiza un trabajo en un tiempo específico, y se define como el trabajo realizado dividido por el tiempo que se tardó en realizar ese trabajo.
¿Cómo se calcula la potencia de salida de un levantador de pesas según el tiempo que le toma levantar la pesa?
-La potencia de salida se calcula dividiendo el trabajo realizado (1960 julios) entre el tiempo que le toma al levantador levantar la pesa, sea 1 segundo o 3 segundos.
¿Por qué se usa el término 'watt' para medir la potencia?
-El término 'watt' se utiliza en honor al ingeniero escocés James Watt, quien fue importante en el desarrollo de la teoría de la energía.
¿Cómo se calcula la potencia de salida de un automóvil que acelera desde el reposo a una velocidad de 5 metros por segundo en 2 segundos?
-Para calcular la potencia de salida del motor del automóvil, se toma el trabajo realizado (energía cinética) y se divide entre el tiempo que le tomó realizar este trabajo (2 segundos).
¿Qué es la potencia promedio y cómo se relaciona con el trabajo total y el tiempo?
-La potencia promedio es el trabajo total realizado dividido entre el intervalo de tiempo que se consideró, y se acerca a la potencia instantánea si el intervalo de tiempo se hace más pequeño.
¿Qué es la potencia instantánea y cómo se calcula?
-La potencia instantánea es la potencia de salida en un momento particular del tiempo, y se calcula utilizando la fórmula de trabajo (F * v * cos(teta)) dividida por el tiempo, donde F es la fuerza, v es la velocidad instantánea y teta es el ángulo entre la fuerza y la velocidad.
¿Cómo se relaciona la dirección de la fuerza y la velocidad con la potencia instantánea?
-Si la fuerza tiene la misma dirección que la velocidad del objeto, el ángulo entre ellas es de 0 grados, y el coseno de 0 es 1, por lo que la potencia instantánea es igual a la fuerza multiplicada por la velocidad.

Outlines

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🏋️‍♂️ Potencia y Trabajadores de Pesas

Este párrafo explica la diferencia entre dos levantadores de pesas que realizan la misma cantidad de trabajo pero a diferentes velocidades. Se introduce la definición de trabajo como la energía transferida, que en este caso es igual para ambos levantadores debido a que elevan la misma masa a la misma altura. Se calcula que el trabajo realizado es de 1960 julios. Luego, se introduce la potencia como la medida de la velocidad a la que se realiza el trabajo, definida como trabajo dividido por el tiempo. Se calcula la potencia para cada levantador, obteniendo 1960 julios por segundo para el levantador más rápido y 653 julios por segundo para el más lento. Además, se menciona que la unidad de potencia es el watt, en honor a James Watt. Finalmente, se da un ejemplo de cómo calcular la potencia de un automóvil en movimiento, destacando la diferencia entre potencia promedio y potencia instantánea.

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🚗 Potencia Instantánea y Promedio

Este párrafo profundiza en la diferencia entre potencia promedio y potencia instantánea. Se describe cómo calcular la potencia promedio como el trabajo realizado dividido por el tiempo, y se explica que para obtener la potencia instantánea, se necesita considerar intervalos de tiempo cada vez más pequeños, llegando a un intervalo infinitesimal. Se menciona que la potencia instantánea en un automóvil puede ser constante, haciendo que tanto la potencia promedio como la instantánea sean iguales. Se introduce la fórmula del trabajo (F × d × cosθ) y se explica cómo, si la fuerza y la velocidad están alineadas (ángulo θ de 0 grados), la potencia instantánea se simplifica a la fuerza multiplicada por la velocidad. Se enfatiza la importancia de entender la dirección de la fuerza y la velocidad para calcular correctamente la potencia instantánea.

Mindmap

Keywords

💡Trabajo

El 'trabajo' se refiere a la cantidad de energía transferida, que es igual a la energía que se entrega o se quita. En el video, se usa para comparar la cantidad de trabajo realizada por dos levantadores de pesas, quienes elevan la misma masa a la misma altura, pero a diferentes velocidades, mostrando que el trabajo es independiente de la rapidez de la tarea.

💡Energía Potencial Gravitatoria

La 'energía potencial gravitatoria' es la energía que posee un objeto debido a su posición en un campo gravitatorio. Se calcula multiplicando la masa del objeto, la gravedad y la altura a la que se encuentra. En el script, esta energía se utiliza para determinar el trabajo realizado por los levantadores de pesas al elevar una masa de 100 kilogramos a 2 metros.

💡Potencia

La 'potencia' es la cantidad de trabajo realizado en una unidad de tiempo y es una medida de la rapidez con la que se realiza el trabajo. En el video, se contrasta la potencia de dos levantadores de pesas que realizan la misma cantidad de trabajo, pero en diferentes tiempos, destacando que la potencia es una forma de distinguir la eficiencia de su trabajo.

💡Watts

Los 'watts' son la unidad de medida de la potencia y se usan para expresar la cantidad de trabajo realizado en un segundo. En el script, se menciona que el levantador de pesas que trabaja más rápido tiene una potencia de salida de 1960 watts, mientras que el que trabaja más lento tiene una potencia de 653 watts.

💡Trabajo Instantáneo

El 'trabajo instantáneo' se refiere a la cantidad de trabajo realizado en un momento particular del tiempo. Se contrasta con el trabajo promedio, que se calcula a lo largo de un intervalo de tiempo. En el video, se explica que para encontrar el trabajo instantáneo, se utiliza la fórmula de trabajo dividida por el tiempo, y se puede simplificar si la fuerza y la velocidad tienen la misma dirección.

💡Potencia Promedio

La 'potencia promedio' es el trabajo realizado dividido por el intervalo de tiempo que se tomó para realizar ese trabajo. En el script, se menciona que la potencia promedio de un motor de auto se calcula dividiendo el trabajo realizado por el tiempo que le tomó al auto alcanzar cierta velocidad.

💡Potencia Instantánea

La 'potencia instantánea' es la cantidad de trabajo que se realiza en un punto específico del tiempo. En el video, se describe cómo calcular la potencia instantánea a partir de la fuerza y la velocidad del objeto en un momento dado, y se menciona que si la potencia instantánea no cambia, la potencia promedio será igual a la instantánea.

💡Fuerza

La 'fuerza' es cualquier interacción que causa un cambio en la velocidad de un objeto. En el contexto del video, la fuerza se relaciona con el trabajo y la potencia, y se utiliza para calcular la potencia instantánea multiplicándola por la velocidad del objeto y el coseno del ángulo entre ellas.

💡Velocidad Instantánea

La 'velocidad instantánea' es la velocidad de un objeto en un punto específico del tiempo. Es importante para calcular la potencia instantánea, como se muestra en el script, donde se multiplica por la fuerza y el coseno del ángulo entre ellas para encontrar la potencia de salida en un momento dado.

💡Cálculo

El 'cálculo' es una rama de las matemáticas que se utiliza para estudiar cambios y movimientos continuos. En el video, se menciona que para encontrar la potencia instantánea en situaciones donde esta cambia con el tiempo, se requiere el uso del cálculo, aunque también se sugiere que hay formas de aproximarla sin él.

Highlights

Trabajo es la cantidad de energía transferida o la energía que entregas o quitas.

Ambos levantadores de pesas tienen la misma cantidad de peso o energía potencial gravitatoria.

El trabajo realizado por cada levantador de pesas es de 1960 jules.

Potencia mide la proporción en la cual se realiza trabajo en un tiempo específico.

Potencia se define como el trabajo realizado entre el tiempo que nos llevó a realizar ese trabajo.

Potencia de salida del levantador de pesas de la derecha es de 1960 jules por segundo.

Potencia de salida del levantador de pesas de la izquierda es de 653 jules por segundo.

Un joule por segundo se le llama watts, en honor al ingeniero escocés James Watt.

Watts se abrevia usando una doble 'W'.

Para encontrar la potencia de salida del motor, se divide el trabajo realizado entre el tiempo.

El motor del auto tiene una potencia de salida de 6250 watts.

La potencia promedio es el trabajo realizado dividido entre un intervalo de tiempo.

Potencia instantánea es la potencia de salida en un momento particular del tiempo.

Potencia instantánea no cambia, por lo que la potencia promedio iguala a la potencia instantánea.

Para encontrar la potencia instantánea, se usa la fórmula de trabajo dividida por el tiempo.

La potencia instantánea se calcula multiplicando la fuerza por la rapidez instantánea y el coseno del ángulo entre ellas.

Si la fuerza y la velocidad tienen la misma dirección, el coseno del ángulo es 1 y la potencia instantánea es igual a la fuerza por la rapidez.