FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES

FÍSICA EN PROCESOS INDUSTRIALES

NOMBRE: Mecánica: conservación de la energía.

1. En la figura se puede visualizar un carro de transporte de carga de masa m= 150 [kg] que se incluye en la vía con una velocidad de 12[m/s]. Con la información entregada determine la velocidad que tiene el carro en el punto

A, B. Considere la aceleración de gravedad  como  [pic 1]. Exprese los resultados en unidades pertenecientes al sistema internacional. (3 puntos).

[pic 2]

Respuesta

Contamos con los siguientes datos:

Para el cálculo del punto la velocidad en punto A, aplicando el principio de conservación de energía, consideraremos la altura inicial de 25 m, y la velocidad de 12 m/s, nos da el siguiente resultado:

m=150

vi= 12 (m/s)

g= 10 (m/s2)

hi= 25 m

hA= 12 m

𝐸𝐴 = 𝐸𝐵 

𝐾𝐴 + 𝑈𝐴 = 𝐾𝐵 + 𝑈𝐵

½ m vi2 + 𝑚𝑔ℎi = ½ m vA2 + 𝑚𝑔ℎA

½ x 150 kg x 12(m/s)2 + 150 kg x 10(m/s2)x25 m = ½ 150 kg x vA2 + 150 kg x 10(m/s2)x12 m

10800 (j) + 37500 (j) = 75vA2 + 18000 (j)

10800 (j) + 37500 (j) - 18000 (j) = 75vA2

30300 (j)= 75vA2

30300 (j) / 75= vA2

404= vA2

√404= vA

vA= 20,09

 En el punto A, logrará alcanzar una velocidad de 20,1 m/s.

Para el cálculo del punto la velocidad en punto B, aplicando el principio de conservación de energía, consideraremos la altura inicial de 12 m, y la velocidad de 20,1 m/s, nos da el siguiente resultado:

m=150

vA= 20,1 (m/s)

g= 10 (m/s2)

hA= 12 m

hB= 5 m

½ m vA2 + 𝑚𝑔ℎA = ½ m vB2 + 𝑚𝑔ℎB

½ x 150kg x 20,1(m/s)2 + 150 kg x 10(m/s2)x12m = ½ 150 kg x vB2 + 150 kg x 10(m/s2) 5 m

30300 (j) + 18000 (j) = 75vB2 + 7500 (j)

30300 (j) + 18000 (j) - 7500 (j) = 75vB2

40800 (j)= 75vB2

40800 (j) / 75= vB2

544= vB2

√544= vB

VB= 23,32

 En el punto B, logrará alcanzar una velocidad de 23,32 m/s.

Un camión de carga, estilo rampa, se dirige al norte, precisamente a la ciudad de Antofagasta, para entregar un cargamento de lácteos provenientes desde la ciudad de Osorno. El camión tiene una masa de 4.500 [kg] y viaja a una velocidad constante de 95[Km/h]. Aproximadamente, cerca de Coquimbo, el camión se ve enfrentado a una subida, realizando un trabajo forzoso sobre la transmisión manual de 120.000[J].

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