Trabajo y potencia (Ejercicios)

Scienza Educación

22 Apr 202009:46

Summary

TLDREl video ofrece una revisión de problemas relacionados con trabajo y potencia. Se calcula el trabajo realizado al aplicar fuerzas horizontales y oblicuas, y se discuten casos de grúas y elevadores. Se utiliza la fórmula 'trabajo = fuerza x distancia' y se adaptan para ángulos distintos de 0 grados. Además, se explica cómo calcular la potencia, utilizando el trabajo dividido por el tiempo, y se ejemplifica con una grúa y un elevador. El video finaliza con una invitación a seguir el canal y redes sociales.

Takeaways

🔧 El trabajo realizado sobre un cuerpo se calcula como la fuerza aplicada multiplicada por la distancia recorrida.
📏 Cuando la fuerza es horizontal y el ángulo es de 0 grados, el trabajo se calcula directamente por la fórmula fuerza x distancia, ya que el coseno de 0 es 1.
📐 Si la fuerza tiene un ángulo distinto de 0 grados, el trabajo se calcula como fuerza x distancia x coseno del ángulo.
📉 El coseno de 45 grados es igual a la raíz cuadrada de 2 dividido por 2, lo cual se utiliza para calcular el trabajo cuando la fuerza tiene un ángulo de 45 grados con la dirección del movimiento.
⏱️ La potencia se mide en watts y se calcula dividiendo el trabajo realizado (en julios) por el tiempo en segundos.
🔄 La grúa del ejemplo 3 desarrolla una potencia de 130 watts al levantar un trabajo de 3.9 kilojulios en medio minuto.
🚀 El trabajo realizado por un elevador se puede calcular como la fuerza (peso) multiplicada por la distancia (altura) que se desplaza.
🌐 La fuerza de gravedad se considera en el cálculo del trabajo realizado por un elevador, donde peso = masa x gravedad.
⏳ El tiempo es un factor clave en el cálculo de la potencia, y se debe convertir a segundos para su uso en la fórmula.
🛠️ El ejemplo 4 muestra cómo calcular la potencia de un motor de elevador que levanta 90 kg a 18 metros en 5 segundos, resultando en 3240 watts o 3.24 kilowatts.
🌟 La energía potencial también se puede utilizar para calcular la potencia, siendo esta igual a la masa multiplicada por la gravedad y la altura, dividida por el tiempo.

Q & A

¿Cuál es la fórmula básica para calcular el trabajo realizado sobre un cuerpo?
-La fórmula básica para calcular el trabajo es 'trabajo = fuerza × distancia'.
En el primer ejemplo, ¿cuál es la fuerza aplicada sobre el cuerpo y cuánto se desplaza?
-En el primer ejemplo, la fuerza aplicada es de 115 newton y el cuerpo se desplaza 6 metros.
¿Cómo se calcula el trabajo cuando la fuerza es horizontal y el ángulo es de 0 grados?
-Cuando la fuerza es horizontal y el ángulo es de 0 grados, el coseno del ánglo es igual a 1, por lo que el trabajo se calcula simplemente como la fuerza multiplicada por la distancia.
¿Cuál es el resultado del trabajo realizado en el primer ejemplo del video?
-El trabajo realizado en el primer ejemplo es de 690 julios (J), ya que se multiplica 115 newton por 6 metros.
En el segundo ejemplo, ¿cuánto trabajo se requiere para desplazar un cuerpo con una fuerza de 85 newton y un ángulo de 45 grados?
-Para calcular el trabajo en este caso, se utiliza la fórmula 'trabajo = fuerza × distancia × coseno del ángulo'. Con una fuerza de 85 newton, una distancia de 12 metros y un ángulo de 45 grados, el trabajo es de 510 raíz de 2 julios.
¿Cómo se determina la potencia realizada por una grúa que levanta un auto?
-La potencia se determina utilizando la fórmula 'potencia = trabajo / tiempo'. En el caso de la grúa, se divide el trabajo en julios por el tiempo en segundos que tarda en realizar la tarea.
¿Cuál es el resultado de la potencia desarrollada por la grúa en el ejemplo dado?
-La potencia desarrollada por la grúa es de 130 watts, al dividir 3900 julios (convertidos de 3.9 kilojulios) entre 30 segundos.
En el ejemplo del elevador, ¿cuál es la masa del elevador y la altura a la que se desplaza?
-La masa del elevador es de 90 kilogramos y la altura a la que se desplaza es de 18 metros.
¿Cómo se calcula la fuerza que aplica el elevador según la segunda ley de Newton?
-La fuerza que aplica el elevador, que es igual al peso, se calcula multiplicando la masa (90 kg) por la gravedad (10 m/s²), dando un peso de 900 newton.
¿Cuál es el resultado de la potencia desarrollada por el motor del elevador en el último ejemplo?
-La potencia desarrollada por el motor del elevador es de 3240 watts o 3.24 kilowatts, al dividir el trabajo (16200 julios) por el tiempo (5 segundos).
¿Cómo se relaciona la energía potencial con la potencia en el último ejemplo del video?
-La energía potencial, que se calcula como masa por gravedad por altura, se relaciona con la potencia al ser dividida por el tiempo. Esto da como resultado la potencia que desarrolla el motor del elevador.

Outlines

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🔧 Cálculo de Trabajo y Potencia Básico

En el primer párrafo se discute el concepto de trabajo realizado sobre un cuerpo. Se presenta un ejemplo donde se aplica una fuerza horizontal de 115 newton a un cuerpo que se desplaza 6 metros. Se utiliza la fórmula del trabajo (trabajo = fuerza × distancia), teniendo en cuenta que la fuerza es horizontal y el ángulo con la dirección del movimiento es de 0 grados, lo que implica que el coseno del ángulo es 1. El resultado del trabajo realizado es de 690 julios. Seguidamente, se presenta otro ejemplo donde se calcula el trabajo para desplazar un cuerpo con una fuerza de 85 newton en una dirección de 45 grados, resultando en 510 raíz de 2 julios. Finalmente, se introduce el concepto de potencia con un ejemplo de una grúa que realiza un trabajo de 3.9 kilojulios en 30 segundos, lo que equivale a una potencia de 130 vatios.

05:03

⚙️ Potencia y Ejemplo del Elevador

El segundo párrafo se enfoca en el cálculo de la potencia. Se describe un ejemplo de un elevador que levanta un objeto de 90 kilogramos a una altura de 18 metros en 5 segundos. Se utiliza la segunda ley de Newton para calcular la fuerza del peso (fuerza = masa × gravedad), obteniendo un peso de 900 newton. Con esta fuerza y la distancia de desplazamiento, se calcula el trabajo realizado, que es de 16,200 julios. A partir de aquí, se calcula la potencia dividiendo el trabajo por el tiempo, resultando en 3,240 vatios o 3.24 kilovatios. También se menciona la posibilidad de calcular la potencia a partir de la energía potencial, utilizando la fórmula (potencia = energía potencial / tiempo), lo que da el mismo resultado. El vídeo concluye con una invitación a dar like, suscribirse y seguir en redes sociales.

Mindmap

Keywords

💡trabajo

El trabajo en física se refiere a la cantidad de energía que se transforma cuando una fuerza se aplica a un objeto y este se desplaza en la dirección de la fuerza. En el guion, el trabajo es un concepto central, ya que se utiliza para calcular la energía requerida para mover un cuerpo. Por ejemplo, se menciona que el trabajo realizado sobre un cuerpo al aplicarle una fuerza de 115 newton y desplazarlo 6 metros se calcula como la fuerza multiplicada por la distancia.

💡potencia

La potencia es una medida de cuánto trabajo se realiza en un periodo de tiempo dado. En el vídeo, se discuten problemas de potencia para entender cuánto trabajo se realiza en un tiempo específico, como cuando una grúa levanta un auto en medio minuto. Esto se calcula dividiendo el trabajo realizado por el tiempo transcurrido, resultando en una medida de la eficiencia energética del proceso.

💡fuerza

La fuerza es una interacción que causa un cambio en la velocidad de un objeto. En el guion, la fuerza es un factor clave en los cálculos de trabajo, ya que se aplica sobre un cuerpo para causar un desplazamiento. Se menciona que una fuerza de 115 newton se aplica horizontalmente para mover un cuerpo, lo que indica la magnitud y dirección de la fuerza en acción.

💡distancia

La distancia es la magnitud del desplazamiento de un objeto desde un punto de inicio a un punto final. En el vídeo, la distancia es un componente esencial en la fórmula del trabajo, ya que se multiplica por la fuerza para obtener el trabajo realizado. Se utiliza para calcular el trabajo realizado al desplazar un cuerpo 6 metros en un escenario y 12 metros en otro.

💡ángulo

El ángulo es una medida de la separación entre dos líneas o vectores que se encuentran en un punto común. En el guion, el ángulo es importante para determinar la componente de la fuerza que contribuye al trabajo cuando la fuerza no está alineada directamente con el desplazamiento. Por ejemplo, se calcula el trabajo cuando una fuerza de 85 newton actúa a un ángulo de 45 grados para desplazar un cuerpo.

💡coseno

El coseno es una función trigonométrica que representa la relación entre los lados de un triángulo rectángulo. En el vídeo, el coseno del ángulo se utiliza para ajustar la fórmula del trabajo cuando la fuerza no está alineada con la dirección del desplazamiento. El coseno de 45 grados, por ejemplo, se utiliza para calcular el trabajo realizado por una fuerza que actúa en un ángulo no perpendicular.

💡kilo yul

Un kilo yul es una unidad de energía equivalente a mil julios. En el guion, se menciona la conversión de kilo yules a julios para realizar cálculos de potencia. Esto ayuda a contextualizar el trabajo realizado por una grúa en términos de energía.

💡segundos

Los segundos son la unidad de tiempo en el Sistema Internacional de Unidades (SI). En el vídeo, los segundos son cruciales para convertir el tiempo de levantamiento de un auto en medio minuto a una cantidad de tiempo en la que se puede calcular la potencia, ya que la potencia se mide en julios por segundo (watts).

💡gravedad

La gravedad es una fuerza que actúa hacia el centro de la Tierra, y en física, se describe como la fuerza que causa la aceleración de un objeto hacia la superficie terrestre. En el guion, la gravedad se utiliza para calcular el peso de un objeto, que luego se convierte en la fuerza que se aplica para calcular el trabajo realizado por un elevador al levantar un objeto.

💡energía potencial

La energía potencial es la energía que un objeto posee debido a su posición en un campo de fuerza, como la gravedad. En el vídeo, se discute cómo calcular la energía potencial al elevar un objeto a una cierta altura, que luego se utiliza para determinar la potencia del motor del elevador al realizar el trabajo en un tiempo específico.

Highlights

El video comienza con el cálculo del trabajo realizado sobre un cuerpo con una fuerza horizontal de 115 newtons y un desplazamiento de 6 metros.

Se utiliza la fórmula de trabajo que es igual a fuerza por distancia para resolver el primer ejemplo.

El ángulo de la fuerza aplicada es de 0 grados, lo que simplifica la fórmula a fuerza multiplicada por distancia.

El resultado del trabajo es de 690 julios, utilizando la multiplicación de 115 newtons por 6 metros.

Se presenta un segundo ejemplo donde se debe calcular el trabajo para desplazar un cuerpo con una fuerza de 85 newtons y un ángulo de 45 grados.

El trabajo se calcula utilizando la fórmula de trabajo igual a fuerza por distancia por el coseno del ángulo.

El coseno de 45 grados es igual a la raíz cuadrada de 2 sobre 2, lo que se utiliza para calcular el trabajo.

El resultado del trabajo para el segundo ejemplo es de 510 raíz de 2 julios.

Se introduce el concepto de potencia con un ejemplo de una grúa que realiza un trabajo de 3.9 kilos en medio minuto.

La potencia se calcula utilizando la fórmula trabajo sobre tiempo, convirtiendo kilos yul a julios y minutos a segundos.

El resultado de la potencia es de 130 watts, obteniendo el valor de la potencia desarrollada por la grúa.

Se presenta un cuarto ejemplo donde se calcula la potencia de un elevador que eleva 90 kilogramos a 18 metros en 5 segundos.

Se utiliza la segunda ley de Newton para calcular la fuerza de peso del elevador.

El trabajo del elevador se calcula como fuerza por distancia, obteniendo 16,200 julios.

La potencia se calcula como trabajo sobre tiempo, dando como resultado 3,240 watts o 3.24 kilowatts.

También se menciona la fórmula de potencia como energía potencial sobre tiempo para calcular el resultado.

El video concluye con la posibilidad de utilizar diferentes fórmulas para resolver problemas de potencia, dependiendo de la mejor comprensión del usuario.

Se animan a los espectadores a dar like y suscribirse al canal, así como seguir en redes sociales.