Potencia | Trabajo y energía | Física | Khan Academy en Español
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
🏋️♂️ 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.
🚗 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
💡Energía Potencial Gravitatoria
💡Potencia
💡Watts
💡Trabajo Instantáneo
💡Potencia Promedio
💡Potencia Instantánea
💡Fuerza
💡Velocidad Instantánea
💡Cálculo
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.
Transcripts
vean a estos levantadores de pesas el
que está a la derecha levanta las pesas
más rápido pero ambos están haciendo la
misma cantidad de trabajo y puedo decir
esto porque trabajo es la cantidad de
energía transferida o poniéndolo de
manera más simple trabajo es igual a la
energía que entregas o que quitas
ambos levantadores de pesas tienen la
misma cantidad de peso o energía
potencial gravitatoria ambos la elevan 2
metros y la masa es de 100 kilogramos
ponemos esto en la fórmula de energía
potencial gravitatoria y encontramos que
el trabajo realizado por cada levantador
de pesas es de mil novecientos sesenta
jules sin embargo el levantador de la
derecha lo hace más rápido así que debe
haber una forma de distinguir lo que
está haciendo este de lo que está
haciendo el levantador de pesas que va
más lento y podemos hablar de esta
diferencia en física como potencia la
potencia mide la proporción en la cual
alguien como estos levantadores de pesas
o algo como un motor de automóvil
realiza trabajo en específico la
potencia se define como el trabajo
realizado entre el tiempo que nos llevó
a realizar ese trabajo ya vimos que
ambos levantadores de pesas realiza en
1960 jules de trabajo al levantador de
peso
la derecha le toma un segundo levantar
la pesa y al de la izquierda le toma 3
segundos
si incluimos estos tiempos en la
definición de potencia y veremos que la
salida de potencia de levantador de
pesas de la derecha es de 1960 jules por
segundo y la potencia de salida del
levantador de pesas de la izquierda es
solamente de 653 jules por segundo a un
joule por segundo se le llama watts en
honor al ingeniero escocés james watt y
watts se abrevia usando una doble un
mayúscula veamos otro ejemplo digamos
que tenemos un auto que tiene una masa
de 1000 kilogramos está en estado de
reposo y le toma 2 segundos a alcanzar
los 5 metros por segundo podemos
encontrar la potencia de salida del
motor al tomar el trabajo realizado en
el auto y dividirlo entre el tiempo que
le tomó realizar este trabajo para
encontrar el trabajo hecho en el auto
necesitamos encontrar cuál fue la
cantidad de energía que se le dio al
auto en este
al auto se le dio energía cinética y
tardó 2 segundos en tomar esta energía
cinética si ponemos los valores de la
masa y la rapidez del motor y el tiempo
que le llevó a realizar este trabajo
veremos que tiene una potencia de salida
de 6 mil 250 watts aunque aquí debemos
aclarar que hemos calculado la potencia
promedio porque estamos viendo el
trabajo total realizado entre un
intervalo de tiempo si tomáramos
intervalos de tiempo que fueran cada vez
más pequeños nos acercaríamos cada vez
más a la potencia de salida en un
momento dado y si hiciéramos nuestro
intervalo de tiempo infinitesimal
encontraríamos la potencia de salida en
ese momento particular del tiempo y a
esto le llamamos potencia instantánea
típicamente al trabajar con
infinitesimales requiere que usemos
cálculo pero hay maneras de encontrar la
potencia instantánea sin tener que usar
cálculo
por ejemplo imaginemos que tenemos una
auto cuya potencia instantánea es de 6
mil 250 watts en cualquier momento del
tiempo dado ya que la potencia
instantánea nunca cambia la potencia
promedio va a igualar a la potencia
instantánea que va a ser igual a 6 mil
250 watts en otras palabras la potencia
promedio en cualquier intervalo de
tiempo va a igualar a la potencia
instantánea en cualquier momento
lo que quiere decir que el trabajo entre
el tiempo nos va a dar tanto la potencia
instantánea como la potencia promedio
ahora imaginemos que no tenemos tanta
suerte y la potencia instantánea está
cambiando en el tiempo mientras se mueve
este auto ahora como encontraríamos la
potencia instantánea sabemos que la
potencia es el trabajo entre el tiempo
así que lo que podemos intentar es usar
la fórmula para el trabajo qué es
efe por de por coseno de teta y esto
dividirlo entre el tiempo y algo que
quizás noten es que ahora tenemos la
distancia dividida entre el tiempo así
que vamos a aislar la distancia entre el
tiempo la distancia entre el tiempo es
la rapidez así que puedo reemplazar la
de entre por esta vez y si usamos la
rapidez instantánea de este auto en
cierto momento del tiempo encontraremos
la potencia instantánea de salida por la
fuerza de este auto en ese instante
particular del tiempo así que para
encontrar la potencia instantánea de
salida
por una fuerza usamos la fuerza en el
objeto durante cierto momento del tiempo
lo multiplicamos por la rapidez del
objeto durante ese mismo instante de
tiempo y lo multiplicamos por con seno
de teta pero aquí hay que tener cuidado
teta no es cualquier ángulo teta es el
ángulo que se forma entre la fuerza en
el objeto y la velocidad de ese objeto
pero en muchos casos la fuerza tiene la
misma dirección que la velocidad del
objeto lo que significa que el ángulo
entre la fuerza y la velocidad es de 0 y
ya que el coseno de 0 es igual a 1 no
necesitaríamos el coseno de teta en esta
fórmula y encontraríamos que la potencia
instantánea es simplemente igual a la
fuerza del objeto por su rapidez
entonces qué significa la potencia la
potencia es la proporción en la que se
realiza un trabajo y que significa la
potencia promedio la potencia promedio
es el trabajo realizado dividido
entre el intervalo de tiempo que nos
llevó a realizar ese trabajo que
significa la potencia instantánea la
potencia instantánea es la potencia de
salida realizada por una fuerza en un
momento particular en el tiempo
Browse More Related Video
5.0 / 5 (0 votes)