Energía y potencia del movimiento

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Actividad integradora 4. Energía y potencia del movimiento

Facilitador: Facilitador: Jesús Francisco Alvarado Luján

Luis Rey López Baltierra

Grupo: M19C5G18-BB-044

1. Lee con atención cada problema y responde lo que se te solicita:

Problema 1. Una persona comienza a empujar horizontalmente un carrito de supermercado en reposo, que tiene una masa de 30 kg con una fuerza de 20 N a lo largo de 6.75 m.

Calcula:

1. ¿Qué velocidad final debería alcanzar el carrito de supermercado si no hubiera fricción?

Cuando no hay fricción final del carrito se aplica la siguiente formula.

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Vf=velocidad final

V0= velocidad inicial=0

A=aceleración= ?

t= tiempo= ?

Para calcular la aceleración y el tiempo se aplica la siguientes formulas.

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Fuerza aplicada=20N

Masa=30kg

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t= tiempo ?

d= distancia= 6.75m

a= aceleración= 0.66m/s2

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La velocidad final que alcanza el carrito sin fricción es de 2.983m/s.

1. Dado que la fricción sí existe, el carrito alcanzó una velocidad de 1.9 m/s. ¿Cuál fue la fuerza resultante real que actuó sobre el carrito? Redondea el valor al entero más cercano.

La fuerza resultante esta dada como:

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En este caso si existe la fricción, se calcula el valor de la aceleración, con la siguiente formula.

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La fuerza resultante en presencia de fricción es de 11 N.

1. ¿Cuál es el coeficiente de fricción dinámica en este movimiento? Usa el valor aproximado de 10 m/s2 como la aceleración de la gravedad g.

El coeficiente de fricción dinámica se representa:  donde la fórmula de la fuerza de resistencia está dada por:[pic 14]

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Para calcular el coeficiente de fricción dinámica, se aplica la siguiente formula:

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µd =coeficiente de fricción dinámica=?

Fuerza resistencia =11.99N

m= 30kg

g=10m/s

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El coeficiente de fricción dinámica es de 0.0399.

1. ¿ En cuánto tiempo recorrió el carrito los 6.75 m? Para obtener este valor, utiliza la fuerza resultante real que actúa sobre el carrito, así como la segunda ley de Newton.

Para calcular el tiempo, en el que el carrito recorrió los 8.25 metros se aplica la siguiente formula.

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t= tiempo=?

d= distancia=6.75

a fricción=0.267m/s2

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El tiempo que hizo el carrito en recorrer los 6.75m fue de 7.11segundos.

1. ¿Cuál es la potencia aplicada? Usa el valor de tiempo y el trabajo total realizado sin quitarle las pérdidas de energía por fricción.

Para calcular la potencia aplicada se usa la siguiente formula.

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Potencia aplicada = ?

W= trabajo= ?

t= 4.52 segundos

Para calcular el valor de w se aplica la siguiente formula

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Ya teniendo todos los datos desarrollados se utiliza la siguiente formula

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La potencia aplicada es de 29.86 Joules

Problema 2. Se tiene un tinaco de 1100 litros a una altura de 10 m sobre la cisterna. Si se tiene una bomba de 745 watts. Usa el valor aproximado de la densidad del agua de 1 kg por cada litro.

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