M19S4 Proyecto Integrador: Tres en Movimiento: Trabajo, Energía y Potencia

Proyecto Integrador: Tres en movimiento:
trabajo, energía y potencia.
Alumno: Elber González López
Facilitador: Jorge Padilla Lomas
Modulo 19 Semana 4
Grupo: M19C4G6-66

¿Qué hacer?

1. Lee con atención el planteamiento del problema e identifica los datos

Para desarrollar el siguiente problema es necesario que comprendas los temas de la tercera unidad, sobre todo los relacionados con los conceptos de trabajo, energía y potencia. Este proyecto busca que pongas en práctica los conocimientos aprendidos.

Problema

Una persona necesita jalar a lo largo de 15 m y sobre un piso que tiene 2.5 m de altura, un carrito que tiene una masa de 150 Kg.

Para jalar el carrito utiliza una cuerda (flecha color roja) que forma un ángulo de 30 grados con respecto a la horizontal, con una fuerza aplicada de 300 N. La aceleración es constante y se opone una fuerza de rozamiento que tiene un valor de 10 N.

2. Con la información dada y con los datos identificados, resuelve las siguientes situaciones que se derivan del problema.

a. Representa con un esquema de vectores, las fuerzas del problema planteado. Las fuerzas que actúan son la que realiza la persona para jalar el carrito, el componente en x de esa fuerza y la fuerza de rozamiento.

b. Calcula el componente en el eje x de la fuerza aplicada, nos referimos a Fx. Recuerda que para obtener el componente en x debes aplicar la fórmula:

Fx = F coseno Θ 

Sustitución

Fx=300N*Coseno (30°)=300N*0.8660254=259.8076N

Sustitución

Fy=300N*Seno (30°)=300N*0.5=150N

Sustitución

Fy=300N*Seno (30°)=300N*0.5=150N

c. Con los datos de masa y fuerza obtén el valor de la aceleración e incluye la imagen de pantalla con el resultado obtenido. Para ello debes usar la siguiente liga http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/newt.html

Datos para aceleración: Fx=259.8076N       Fr=10N     m=150k

259.8076N-10N/150=259.154N

3. Luego calcularás lo que se te pide en los siguientes incisos, considerando que la aceleración del carrito es de 2 m/s2 en un tiempo de 20 segundos. Aplica las fórmulas correspondientes para obtenerlos.

Datos
d=15m	F=300N
Fr=10N	h=2.5m
t=20s	m=150kg
Fx=259.8076N	a=2m/s2
g=9.81m/s2	Fy=150N

d. Con los datos de masa y fuerza obtén el trabajo realizado (en Joules).

W=F*d

Sustitución

W=300N*15m=4500 Joules

e. La energía cinética del carrito (en Joules) durante su movimiento.

Ec=F*d=m*a*d

Ec=150k**15.m=4.500 Joules

f. La energía potencial (en Joules) si el carrito se detiene.

Ep=F*h=m*g*h

Sustitución

 Ep=150k*9.81m/s²*2.5m=3678.75 Joules

g. La potencia (en Watts) con la que es arrastrado el carrito.

4. Finalmente, responde brevemente en un párrafo: ¿Qué aplicación tienen los conceptos de energía, potencia, fuerza y trabajo en la vida diaria?

En nuestra vida cotidiana los seres humanos hemos llegado a tener cierto control sobre la energía potencial, sabemos que este tipo de energía es aquella que nos da movilidad a conciencia; así como nosotros mismos logramos después de un periodo de sueño acumular cierta cantidad de energía, de esta misma manera transformamos con nuestras acciones a lo largo del día en energía cinética, al bañarnos, al caminar o simple y sencillamente hasta en la acción de hablar. Asimismo con el concepto de fuerza, ya que al aplicar algún movimiento generamos un trabajo (al comer, cocinarnos y hasta al lavar nuestros dientes y oprimir el tubo de la pasta dentífrica); Mas no así a la hora de utilizar el término de potencia, ya que esta varia según nuestra actividad; aquí citare el ejemplo de nuestra rutina diaria al bañarnos, ya que generalmente tardamos un periodo de tiempo similar que no sobrepasa quizás de los 15 minutos. Pero supongamos que en el día de hoy teníamos alguna actividad extra (ir al dentista), entonces haremos lo posible por terminar lo más veloz y rápido nuestro baño, para lo cual aumentamos nuestra velocidad para de esta manera lograr tener un periodo menor de gasto de tiempo.

Así pues la relación de todos los anteriores conceptos y su uso cotidiano en la mayoría de actividades que realizamos ya de manera natural sin importar nuestro lugar de residencia, siempre permanecemos en constante movimiento y haciendo uso de los anteriores preceptos newtonianos.

5. Integra todos tus incisos en un archivo de procesador de textos, y guarda el documento con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M19S4_pi_tresenmovimiento

Referencias

Varios Autores. (2015-2018). Extenso Unidad 3 Dinámica en la naturaleza: El movimiento En Módulo 19. Ley de senos y cosenos, Propiedades de los vectores (43 páginas). México: Secretaria de Educación Pública (SEP).

Hugo Tijerina. (06 de Agosto del 2012). Simplexcel-Grafica de Vectores. 08 de Marzo del 2018, de You tube Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=KaXPgfKvxgw

Simulador y tabla de la segunda ley de Newton, obtenido de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/newt.html

Varios Autores. (2015-2018).Extenso Unidad 3 Dinámica del movimiento. 1era, 2da y 3er Ley de Newton, trabajo, energía y Potencia. México: Secretaria de Educación Pública. (SEP)

Todos los recursos aquí mencionados, fueron retomados entre los días 05 y 10 de Marzo del 2018